漆酶催化碘处理竹材防霉性能

【目的】利用生物酶催化氧化特性,使无毒杀菌剂碘与竹材形成稳定化学键提高碘的抗流失性,增强竹材防霉性能,为天然无毒防霉剂的开发提供新思路。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用漆酶催化碘化钾并与竹材反应,将碘固着于竹材中,赋予竹材抗流失性和防霉性能,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析竹材处理前后的主要基团和元素变化。以4年生毛竹为试验材料,以木霉、黑曲霉和桔青霉为试验菌种,研究不同浓度漆酶催化碘化钾对3种霉菌的防霉性能。为得到有效成分在竹材中的固着性,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定碘含量,计算竹材中碘固着率。以木霉、黑曲霉和桔青霉3种混合菌环境感染流失和未流失处理材,测试竹材流失前后的综合防霉效果。【结果】漆酶催化碘处理竹材可有效提高竹材防霉性能,不同浓度(以质量百分数wt.%表示)漆酶的参与均优于碘化钾单独处理组的防霉效果,其中浓度为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶/碘化钾处理材对木霉抵抗力最强,对黑曲霉和桔青霉效果次之,21天后几乎完全被霉菌覆盖。流失试验表明,碘化钾处理竹块碘固着率为37. 47%,质量百分数为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶催化碘处理竹块后碘固着率提高到86. 13%。3种混合菌环境下碘化钾只拥有有限的防霉效果,加入漆酶后防霉效果明显提高。FTIR和XPS分析表明,漆酶催化碘处理能使竹材木质素发生变化,并在木质素上形成C—I键,而纤维素和半纤维素变化较小。【结论】利用漆酶催化碘处理竹材可在一定程度上提高竹材防霉性能,漆酶浓度越大,防治效力越高。漆酶催化碘处理竹材能有效提升碘在竹材中的固着率。无论是否经过流失试验,漆酶催化碘处理竹块防霉效果均明显高于碘化钾处理竹块。该研究结果不仅可拓宽漆酶等生物酶的应用领域,而且也能为食品或人体接触的竹材提供安全可靠的防霉剂。     

ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性能

比较了5种ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性.结果表明, ACQ-B的综合抗菌性能最好,ACFQ-稍差,ACQ-C对白腐菌的毒性最差,失质量率达6%,远高于ACQ-B和ACQ-D.加入磷酸盐可提高药剂对白腐菌的毒性,但对褐腐菌的毒性影响较小;ACQ-B和ACQ-B-P在竹材中的固着率较好,ACQ-C和ACQ-C-P次之,ACQ-D最低.     

古建筑木构件有机型防腐防虫剂制备及其效果

【目的】制备一种环境友好型的水基化有机型防腐防虫微乳剂,以满足古建筑木构件不同生物危害防治需求,因地制宜保护古建筑木结构免受生物败坏。【方法】选择木材防腐效果较好的丙环唑、防霉抑菌的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)和杀虫活性较高的高效氯氟氰菊酯为主成分,采用助剂添加和乳化技术制备水基化有机型防腐防虫微乳剂,通过稳定性测试、有效成分抗流失性能测试、室内抑菌活性测试、室内防腐性能测试以及野外埋地测试等评价微乳剂的性能和防腐防虫效果。【结果】制备的水基化有机型防腐防虫微乳剂兑水稀释250倍后可稳定存放60天以上且仍保持透明,-25℃下放置过夜未结冰;微乳剂稀释后处理木材的有效成分固着率达90%以上,各有效成分在木材中的固着率与其在水中的溶解度有关,溶解度高的有效成分固着率低;微乳剂处理后木材外观色泽几乎没有变化;微乳剂对木材白腐菌、褐腐菌、霉菌和变色菌抑菌效果良好;处理辐射松边材时,载药量高于161.3 g·m-3(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)时木材质量损失率低于5%,耐腐等级达到I级强耐腐等级;载药量在134.8 g·m-3以上(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)的辐射松处理材埋地半年的腐朽和白蚁蛀蚀完好值皆为10,而未处理材白蚁蛀蚀完好值为5.8。【结论】本研究制备的含丙环唑、BIT和高效氯氟氰菊酯的水基化有机型防腐防虫微乳剂有效成分含量≥10%,低毒,性能稳定,有效成分在木材中固着率高,具有良好的防腐和防白蚁效果,实际应用时可根据古建筑实际生物危害防治需求灵活调节有效成分配比。     

竹青、竹黄室内耐腐性试验研究

对４种竹材的竹青、竹黄室内耐腐性进行了初步研究。试验结果表明：竹青、竹黄的耐腐性因竹材品种、竹龄及腐朽菌菌种的不同而存在差异。竹青的耐腐性高于竹黄，对白腐菌耐腐性高于对褐腐菌耐腐性；不同竹材的竹黄对两种腐朽菌的耐腐性差异较大     

壳聚糖金属配合物处理后竹材的防白腐性能

以4年生新伐毛竹为试材,以白腐菌彩绒革盖菌为试菌,对壳聚糖铜配合物(CCC)、壳聚糖锌配合物(CZC)及相应的金属盐(氯化锌)和铜铬硼(CCB)处理材的抗流失性和耐腐性能进行试验.结果表明: 壳聚糖金属配合物在竹材中固着率略高于CCB,明显高于相应的金属盐,具有较强的抗流失性能;CCC处理的竹材对彩绒革盖菌的耐腐性能高于CCB处理材, 当CCC处理材中金属离子保持量达到6.35 kg·m-3时,腐朽后质量损失为0;CZC处理毛竹试材的耐腐效果和CCC效果相当,明显高于氯化锌处理材,当防腐剂中金属离子保持量高于2.41 kg·m-3时,CZC处理的竹材都达到最耐腐等级,且随着防腐剂中金属离子保持量的提高,处理材的质量损失率接近于0.     

热处理木材提取物微胶囊防腐剂对杨木耐腐性影响研究

在不同pH值的反应条件下,通过正硅酸四乙酯的水解缩合得到二氧化硅;运用溶胶凝胶法制备几种热处理木材提取物/二氧化硅微胶囊,并采用真空-加压浸渍改性杨木。通过流失试验和耐腐试验,研究微胶囊对改性杨木耐腐性的影响;通过酶活性试验探究了微胶囊的抑菌机理。结果表明：热处理木材提取物/二氧化硅微胶囊木材防腐剂可以提高木材的抗流失性和耐腐性;微胶囊抑菌成分主要通过影响白腐菌中木质素酶（锰过氧化物酶、漆酶）、纤维素酶（外切纤维素酶、β-葡萄糖苷酶）、半纤维素酶活性达到阻碍白腐菌生长的目的;微胶囊仅对褐腐菌中纤维素酶（内切纤维素酶）活性有抑制作用。     

壳聚糖金属配合物的防腐性能

壳聚糖金属聚合物 [如壳聚糖铜聚合物 (CCC)和壳聚糖锌配合物 (CZC) ]是壳聚糖和金属盐类反应生成的一种新型有机高分子聚合物。用CCC和CZC与铜铬砷 (CCA)分别处理马尾松和毛白杨边材 ,进行木材防腐试验 ,结果表明 :CCC和CZC对褐腐菌棉腐卧孔菌的防腐性能与CCA相比 ,CZC达到最耐腐等级 ,防腐效果接近CCA ,其锌离子临界保持量为 0 780kg·m- 3(腐朽后质量损失 1 18% ) ,但CCC防褐腐效果明显不如CZC ;CCC对白腐菌彩绒革盖菌的防腐性能达到最耐腐等级 ,防腐效果接近CCA ,其铜离子临界保持量为 0 82 4kg·m- 3(腐朽后质量损失2 4 5 % ) ;CZC和氯化锌对白腐菌的防腐效果不明显。     

真空-加压防腐处理对胶合板性能的影响

采用防腐剂季铵铜(ACQ)和铜铬砷(CCA)对杨木和按木酚醛树脂胶合板进行满细胞法加压防腐处理,测试了气干后防腐处理材的物理力学性能和耐腐性能.结果表明:气干后胶合板不可逆厚度膨胀率仅为1.3％～2.0％;防腐处理对胶合强度无不良影响,但气干材的弹性模量和静曲强度较对照样平均降低了31％左右;CCA处理后胶合板受褐腐菌和白腐菌侵染后的质量损失率为2.97％ ～7.16％,达到Ⅰ级耐腐等级.     

低毒竹材防腐剂制备及防腐性能初探

利用羽毛蛋白制备螯合蛋白铵铜硼盐防腐剂,对竹材进行防腐处理。防腐剂的FTIR分析表明,蛋白质与铜盐、硼盐形成了氨基酸金属盐、氨基酸盐,从而可以提高铜、硼在竹材内的固着性能。耐腐试验结果表明,防腐剂赋予防腐试件较好的耐腐性能,并且通过正交试验较佳防腐效果的防腐剂配制方案。     

5种防腐防霉剂对重组竹材抑菌效果的影响

采用氨溶季铵铜(ACQ),铜唑(Cu Az),丙环唑和戊唑醇(ZJFC-Ⅰ),壳聚糖铜配位聚合物(CCC),碘代丙炔基丁基甲胺酸酯、丙环唑、戊唑醇(PINSKAN)5种防腐防霉剂,分别调配成0.5%,1.0%和1.5%3种浓度;采用桔青霉(Penicillam citrinum)、绿色木霉(Trichoderma viride)和黑曲霉(Aspergillus niger)3种霉菌,绵腐卧孔菌(Poria placenta)和彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)2种腐朽菌对毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)炭化重组竹材进行防腐防霉性能研究。结果表明:处理后的重组竹材抑菌能力明显提高,载药量随着防腐防霉剂溶液浓度的增加而增加,载药量越大,重组竹材抑菌效果越好。浓度为1.0%的ZJFC-Ⅰ和浓度为1.5%的ACQ对3种霉菌防治效力最好,均达100%;浓度为1.5%的Cu Az对桔青霉和绿色木霉的防治效力分别为81.25%和87.50%;浓度为1.5%的CCC和PINSKAN对黑曲霉的防治效力分别为87.50%和100%。处理后的重组竹材防腐能力提高60.4%以上,平均质量损失率均在3.36%以下,均达到Ⅰ级强耐腐。浓度相同时Cu Az抑制腐朽菌效果最好;未处理重组竹材防霉性能最差,对3种霉菌防治效力均为0,但具有较好的耐腐能力,平均质量损失率为8.48%,达到Ⅰ级强耐腐。     

壳聚糖金属配合物处理后竹材的防褐腐作用及力学性能

以4年生新伐毛竹为试材,以褐腐菌棉腐卧孔菌为试菌,对壳聚糖铜配合物(CCC)、壳聚糖锌配合物(CZC)及相应的金属盐(氯化锌)和铜铬硼(CCB)、ACQ处理材的耐腐性能、力学性能及胶接性能进行研究.结果表明:1) CCC处理的竹材对棉腐卧孔菌的耐腐性能不及CCB和ACQ处理材;但是,随着CCC处理浓度的增加,处理材耐褐腐性能明显增加,当处理材中金属离子保持量达到5.141 kg·m-3时,腐朽后质量损失低于6.1%.2) CZC处理毛竹试材的耐腐效果低于CCC、CCB和ACQ,略高于氯化锌处理材,当CZC中金属离子保持量高于5.091 kg·m-3时,处理材的质量损失在26.4%～29.0%之间.3) 同素材(未处理材)相比,经防腐剂处理后的竹材力学性能及胶接性能均有不同程度下降,尤其是CCB处理材.在所测指标中,抗弯弹性模量和抗弯强度下降最明显,横纹抗压强度和胶接强度除CCB外变化不大.     

纳米氧化铜木材防腐剂的防腐性能和抗流失性研究

以大青杨为试材,进行室内木材防腐试验和实验室水流失试验,研究纳米氧化铜木材防腐剂效果和抗流失性能.研究结果表明:经过纳米氧化铜防腐剂处理后,大青杨试样耐腐能力大大提高,失重率明显减少,当药剂浓度为1.6％时已经达到强耐腐等级.该防腐剂的耐褐腐能力与耐白腐能力相比稍差.不同浓度防腐剂处理后,大青杨试样中防腐剂的保持量随防腐剂浓度的增加而增加.另外,纳米氧化铜防腐剂具有很好的抗流失性能.     

交联壳聚糖/聚乙烯醇的制备及其在竹材中的构建

以戊二醛为交联剂制备壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物,并对其溶胀性进行表征。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究聚合物的微观形貌和化学结构特征。将戊二醛、壳聚糖及聚乙烯醇混合后通过真空浸渍的方式注入竹材中并发生交联反应,测试处理材的干缩湿胀和防霉防腐性能。结果表明:壳聚糖可均匀分散在聚乙烯醇中,成膜均匀,两者相容性较好;处理材在浸水-干燥3次循环下干缩率为6.9%~7.4%,在吸湿-干燥3次循环下的干缩率为1.4%~1.5%,吸水和吸湿抗胀率最高达34.5%;壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物在竹材中的构建提高了竹材的防霉和防腐效果。未处理材在试验开始后霉菌便迅速长满,处理材霉菌孢子萌发推迟,生长缓慢,处理后竹材经褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌侵染后的质量损失率为10.0%和5.4%,与未处理材相比分别减少了8.0%和8.1%。竹材内原位构建壳聚糖/聚乙烯醇聚合物网络,既能够提高竹材的尺寸稳定性,又增加了竹材的防霉和防腐性能,同时为解决竹材尺寸稳定性差和易霉变腐朽问题提供新途径。     

杉木热处理材的耐腐性研究

采用白腐茵(彩绒革盖茵)和褐腐茵(绵腐卧孔菌),对不同温度热处理前后杉木木材的耐腐性进行研究.研究结果表明:热处理材的处理温度对白腐茵腐朽性没有影响,而褐腐茵对热处理材的腐蚀性随温度的上升而下降,当温度升至220℃时,木材的质量损失率降为0,耐腐性上升为Ⅰ级强耐腐等级.     

黔北地区5种竹材室内耐腐性研究

将彩绂革盖菌、棉腐卧孔菌和密粘褶菌作为试验菌种接种在硬头黄等5个竹种竹材和马尾松木材上进行耐腐性试验.结果表明,这些竹材在不同菌种侵蚀下的失重率不同,且差异较为显著.经过耐腐性评价,最耐腐的竹种为花吊丝竹,耐腐的竹种为斑竹、方竹和篌竹,稍耐腐的竹种为硬头黄和马尾松木材.在彩绒革盖菌和棉腐卧孔菌侵蚀下,竹材的耐久平均时间较长.     

不同药剂处理毛竹的室内耐腐性

选择ACQ、铜唑、CCA、有机酸四类13种防腐剂对毛竹材进行处理,研究竹材的室内耐腐性能.结果表明:随着吸药量的增加,药剂对腐朽菌的抑制效力明显增加.ACQ防腐剂中,综合抗菌性能依次为ACQ-B、ACQ-D,ACQ-C对白腐菌的毒性最差,失重率约6%;铜唑类防腐剂对白腐菌的抗菌性最好的是CuAz-1,最差的是CuAz-2;对褐腐菌的抗菌性相差不大.通过对比,ACQ和铜唑类防腐剂的抗菌性与CCA相当,明显优于有机酸类防腐剂.     

大豆蛋白用作水溶性防腐剂中铜的螯合剂的初步研究

大豆蛋白首次被引进于木材防腐处理作为铜的螯合剂。试验结果表明,经过硫酸铜、氨水和大豆蛋白ＨＭ９０处理西黄松（Ｐｉｎｕｓｐｏｎｄｅｒｏｓａ）边材,铜的流失有明显减少。在铜氨溶液中加入８和１６ｋｇ／ｍ３大豆蛋白ＨＭ９０,其处理木块经流失试验后的固着率平均分别为起始固着率的７５％和６６％,由于蛋白对铜的螯合作用,流失处理后的固着率平均增加４０％,最高可达６２％。采用较低浓度的硫酸铜（１６ｋｇ／ｍ３）,流失处理后的固着率增长幅度达到最大值。但是,用铜蛋白处理的木块对褐腐菌（Ｐｏｓｔｉａｐｌａｃｅｎｔａ）的防腐效果没有明显提高,有待进一步的改进。     

11种竹材的防腐可处理性能和天然耐腐性能试验

对车筒竹等11种竹材进行了防腐可处理试验和天然耐腐试验,结果表明:11种竹材的防腐可处理性能与其密度呈良好的线性相关,随着密度的增大,其质量载药量随之减少。而天然耐腐性与竹材的密度没有明显的相关关系,11种竹材的天然耐久月数均不超过24个月。     

毛竹和重组竹腐朽前后的表面颜色及耐腐性能

以毛竹和重组竹为研究对象,用绵腐卧孔菌(PV)、密粘褶菌(GT)两种褐腐菌和彩绒革盖菌(CV)、变色栓菌(TV)两种白腐菌进行腐朽试验,比较分析了毛竹和重组竹腐朽前后表面视觉性质及其质量损失差异。结果发现:毛竹和重组竹颜色均发生了显著变化,主要表现为明度(L~*)降低,色度值(C)、红绿轴色品指数(a~*)和黄蓝轴色品指数(b~*)显著增大,其中绵腐卧孔菌对毛竹及重组竹的色差影响最大。重组竹(耐绵腐卧孔菌)能达到Ⅰ级强耐腐水平;毛竹(耐绵腐卧孔菌)和重组竹(耐密粘褶菌和彩绒革盖菌)达到了Ⅱ级耐腐水平;毛竹(耐密粘褶菌、彩绒革盖菌和变色栓菌)和重组竹(耐彩绒革盖菌)为Ⅲ级稍耐腐水平。整体来看,重组竹对白腐菌和褐腐菌的耐腐效果好于毛竹。绵腐卧孔菌虽然对毛竹和重组竹的降解能力最弱,但对其颜色变化的影响却最大。扫描电镜可观察到彩绒革盖菌通过毛竹导管壁上的纹孔进入薄壁细胞、伴胞等,同时通过分泌木质素酶导致其细胞壁降解。     

木结构覆板用胶合板的防腐处理工艺及性能评价

采用铜唑防腐剂,测试处理后胶合板的耐腐性能和力学性能。通过评价处理试板的吸液量和透入度,结合考虑生产效率,确定的优化真空处理工艺为:真空-0.04 MPa处理10 min,常压渗透保持10 min。在此条件下处理的试板受褐腐菌和白腐茵侵染后的质量损失率均小于5%,达强耐腐等级;弹性模量和静曲强度满足GB/T 22349—2008《木结构覆板用胶合板》的要求。