甲氧基丙烯酸酯类制剂的木材防腐性能研究

  目的  木材防腐处理是延长木材使用寿命,减少森林砍伐,保护生态环境的有效方法。本研究对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂、碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)和4,5-二氯正辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）的防腐性能进行了系统测试,旨在筛选出生态友好型木材防腐制剂,丰富木材防腐剂体系。  方法  采用抑菌圈法测试嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、IPBC和DCOIT这5种候选药剂对白腐菌和褐腐菌的抑菌活性,优选出高活性药剂;将筛选出的药剂制备成水基化制剂处理辐射松和毛白杨边材,通过室内耐腐试验探究不同载药量水平下处理材的耐腐性能。  结果  抑菌圈试验结果显示:嘧菌酯、吡唑醚菌酯、DCOIT和IPBC对褐腐菌和白腐菌的抑制效果均较好,其中吡唑醚菌酯和IPBC抗菌效果优于对照药剂丙环唑。防腐处理的辐射松试材对白腐菌和褐腐菌的抑菌测试中,载药量约为0.21 ~ 0.46 kg/m3的嘧菌酯处理材和吡唑醚菌酯处理材的质量损失率分别在3.1% ~ 7.9%和3.5% ~ 7.8%,载药量约为0.22 ~ 0.45 kg/m3的IPBC处理材的质量损失率在0.9% ~ 5.6%。所有药剂处理的毛白杨试样,在各载药量水平下比未处理试样的耐腐朽性能有很大提高,但它们的质量损失率仍然较大,对毛白杨防腐处理不建议使用此类防腐剂。  结论  本研究中制备的吡唑醚菌酯和嘧菌酯制剂与对照药剂丙环唑抗菌效果相当,IPBC制剂抗菌效果优于丙环唑,均可作为新型木材防腐剂进一步开发利用。      

CuO—ZnO纳米复合防腐剂对杨木抑菌性能的影响

以普通CuO、ZnO粉体为原料,在分散剂柠檬酸铵作用下,用纳米研磨机,通过湿法研磨技术制备CuO—ZnO纳米复合防腐剂,用激光粒度仪检测不同浓度纳米粒子粒径及其分布,参照LY／T1283—2011研究CuO—ZnO纳米复合防腐剂的抑菌性能,借助扫描电子显微镜观察木材腐朽12周后菌丝生长情况,分析复合防腐剂中药物浓度与木材抑茵性的关系以及防腐剂在木材中的留存率。结果表明：测定纳米复合防腐剂的最小平均粒径为41．7nm;CuO—ZnO纳米复合防腐剂对白腐菌和褐腐菌均有一定的抑菌性,其处理后木材的防腐性和抗流失性能均较好;药剂浓度达到1．25％时即可达到强耐腐Ⅰ级标准,此时平均载药量为4．81kg／m3,质量损失率8．2％,符合性能优良的木材防腐剂指标要求。     

4种耐腐性树种心材提取物抑菌作用的研究

为了探索强耐腐性树种心材提取物的抑菌活性,开发新型木材防腐剂,本研究选用甲醇、丙酮、乙酸乙酯和氯仿4种溶剂,采用浸渍法对桑、水曲柳、圆柏和华北落叶松4种树种心材进行提取,共计获得16种提取物,利用生长速率法测定其对白腐菌和褐腐菌,即彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)和密粘褶菌(Gloeophyllum trabe-um)的抑菌活性,并研究了提取物对这2种真菌的实验室木材防腐性能,与水基防腐剂ACQ-D进行比较。结果表明:桑甲醇、桑丙酮和桑乙酸乙酯提取物对白腐菌具有较强的抑制活性,桑甲醇、桑乙酸乙酯及圆柏乙酸乙酯提取物对褐腐菌抑制活性较强,其它各提取物对2种菌的抑制率均在70%以下,抑菌活性相对较弱。其中桑乙酸乙酯提取物的抑菌效果最佳,在浓度1 g/L时对2种菌的抑制率均达到了90%以上,EC50分别为0.173 g/L和0.324 g/L;浓度为8 g/L时桑乙酸乙酯提取物的抑菌效果达到Ⅰ级。     

基于XPS的马尾松褐腐降解研究

采用XPS分析马尾松素材及其防腐处理试件表面氧碳比(O/C)前后差异、C1s谱峰变化情况,评估香樟木质部蒸馏水提取物和樟脑防腐剂处理马尾松试样的耐腐效果。结果表明:褐腐后试样相比腐朽前表面C1s峰面积增加,O/C比减小,C1峰面积增大而C2减小,可见褐腐菌对各试样均有一定的降解效果;樟脑防腐剂处理马尾松试件褐腐后的O/C高于马尾松素材,C2降低幅度最小,而香樟木质部蒸馏水提取物处理马尾松试件褐腐后的O/C小于马尾松素材,C2降低幅度最大,证明樟脑处理马尾松试样对密粘褶菌具有一定的抑制效果,而香樟木质部蒸馏水提取物的防腐效果不明显。     

高温热处理杉木间伐材的抗褐腐性能

以褐腐菌棉腐卧孔菌为试菌,对分别用热油和热空气为介质,经不同温度、不同时间热处理后的杉木间伐材试样的耐腐性进行了试验,并与质量分数为1.0%的CCA-C防腐剂处理材(吸药量为2.53 kg.m-3)和未处理材进行了比较.结果表明:在2种加热介质中经不同温度、不同时间处理后试材的耐腐性均比未处理材高,且随温度的升高、处理时间的延长,耐腐性有较明显的改善;试材在180、200℃分别经不同时间热处理后的耐腐性均低于CCA-C处理材,但在220℃热处理3、5 h后,各试材的质量损失率均为0;若处理温度和时间相同,则热油处理材的耐腐性基本上高于热空气处理材.     

铜唑防腐剂对杨木重组木防腐性能及物理力学性能的影响

  目的   探讨铜唑（CuAz）防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响,以提高重组木的户外耐久性。  方法   采用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理,以酚醛胶为胶黏剂压制防腐重组木。  结果   CuAz防腐剂能进入导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中,并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过白腐采绒革盖菌Coriolus versicolor和褐腐密黏褶菌Gloeophyllum trabeum 12周侵蚀,防腐重组木的质量损失率均小于10%,达到强耐腐等级。防腐重组木的吸水率、吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率均低于未经防腐处理的重组木。同时,防腐重组木的弹性模量和水平剪切强度优于未经防腐处理的重组木,但静曲强度相比对照组有所降低。  结论   CuAz防腐剂处理重组木,可提高重组木耐腐性能,改善其物理力学性能。     

褐腐杨木微观结构、力学性能与化学成分的关系研究

为了探究褐腐对阔叶材主要材性的影响规律,对杨木边材试件进行室内褐腐培养,为期12周,每周抽样分别测试健康和腐朽木材的微观结构、力学性能及化学成分,并分析其随褐腐程度的变化情况,研究力学性能和化学成分之间的关系。结果表明:随褐腐程度的加深,木材细胞腔内的菌丝越来越多,纹孔膜和纹孔边缘的细胞壁分别于质量损失率为10%、16%时出现开裂;质量损失率为24%时,细胞壁严重溃烂。褐腐培养时间和质量损失率都对力学性能影响极显著;冲击韧性和抗弯强度的损失率随褐腐程度呈对数函数变化趋势,抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的损失率呈线性变化趋势。各力学指标对褐腐的响应速度以及受褐腐影响的程度均呈如下规律:冲击韧性抗弯强度抗弯弹性模量顺纹抗压强度。不同褐腐程度试样中的综纤维素、半纤维素以及抽出物含量差异极显著,纤维素和木质素差异不显著。腐朽过程中褐腐菌最先主要降解半纤维素,质量损失率为20%左右时,转为以分解纤维素为主。冲击韧性的快速显著降低与半纤维素的降解有关,抗弯强度的变化与综纤维素含量有关,抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的线性降低是由纤维素的缓慢降解决定的。总之,在褐腐过程中,木材微观水平上化学成分的降解和细胞壁结构的破坏从根本上导致了宏观力学性能的降低。      

杉木提取物对木材腐朽菌的抑制性能

为研究杉木提取物对其耐腐性能的贡献,对杉木(Cunninghamia lanceolata)心材依次经正己烷、乙酸乙酯和甲醇常温浸泡提取,得到了3种不同的提取物.以彩绒革盖菌(Trametes versicolor)、乳白耙菌(Irpex lacteus)、密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)和绵腐卧孔菌(Postia placenta)4种木材腐朽菌为供试菌,对提取物的抑菌性能进行了分析,同时以柏木脑、α-柏木烯和萘为易挥发组分模型物进行了抑菌性能分析.结果表明:3种提取物的抑菌性能不同,具有各自优势.各提取物均对采绒革盖菌有较好的抑制性能,而对乳白耙菌抑制性能较差.对比其它提取物,正己烷提取物对乳白耙菌和密粘褶菌的抑制性能更强,乙酸乙酯提取物对绵腐卧孔菌和采绒革盖菌的抑制效果更强,而易挥发组分较少、富含多酚的甲醇提取物在质量浓度为2.5g· L-1时与乙酸乙酯提取物同样能够完全抑制采绒革盖菌.3种模型物中柏木脑和萘类的抑菌性能明显.α-柏木烯对绵腐卧孔菌和乳白耙菌不具有抑菌性能,对彩绒革盖菌和密粘褶菌有一定抑菌效果.说明杉木的天然耐腐能力是其提取物复杂的多种组分共同作用的结果.     

褐腐初期南方松木材微观形貌与化学成分分析

  目的  探究褐腐初期,腐朽菌定植对木材颜色、微观形貌以及化学成分的影响,为进一步探究木材褐腐初期降解机理提供理论基础。  方法  对南方松边材进行不同时长的密黏褶菌腐朽处理,利用场发射扫描电子显微镜对腐朽材的微观结构进行表征,探究褐腐菌进入木材内部的通道。同时,利用色差仪、傅里叶红外光谱、X射线能谱表征木材在不同腐朽阶段的质量损失、颜色变化、化学成分、官能团变化和结晶度变化等。  结果  腐朽过程中木材明度降低,总色差增加,整体上有偏红褐色的趋势。菌丝通过射线薄壁细胞、纹孔和管胞等细胞结构进入木材内部,并于褐腐20 d内基本完成初期定植。褐腐初期质量损失主要是由半纤维素降解导致,而纤维素降解缓慢。此时,纤维素结晶区的晶格间距降低（3.962 ?）,相对结晶度增至最大（47.02%）,阻碍了对褐腐菌的降解,因而此后木材质量损失增速减缓。  结论  在南方松木材的褐腐初期,菌丝通过纹孔、射线薄壁细胞和管胞等结构进入木材,细胞壁中的半纤维素优先严重降解,结晶纤维素的晶格间距减小且相对结晶度增加,这一理论研究有助于进一步探究木材的初期褐腐降解机理,同时为木材防腐保护提供理论基础。      

苦参对木材白腐菌的抑制作用研究

为了寻找新型的环保木材防腐剂,选取中草药中具有较强抗菌性能的苦参为试验材料,以木材白腐菌(彩绒革盖菌)为研究对象,研究了中药苦参处理后,菌丝的形态和生长曲线发生的变化.并通过提取苦参的有效成分进行抑菌性能的检测,利用傅立叶红外光谱分析确定苦参中对木材白腐菌起抑制作用的有效成分为苦参碱.这为下一步研究利用中草药作为新型环保的绿色木材防腐剂奠定了坚实的基础.     

热改性工艺对欧洲赤松化学成分变化及耐腐性的影响

[目的]为了探究热改性温度和压力条件对欧洲赤松(Pinus sylvestris)化学成分变化及耐腐性的影响规律,进而揭示热改性工艺、化学成分变化和木材耐腐性之间的响应机制.[方法]在不同温度(150、180、210℃)、加压或常压条件下对欧洲赤松边材进行热改性,分析热改性前后抽提物、木质素、综纤维素、α-纤维素和半纤...     

纳米SiO2-IPBC微胶囊的制备及其在橡胶木防霉的应用

【目的】制备一种新型纳米SiO₂-IPBC微胶囊防霉剂并探究其性能,旨在提高3-碘-2-丙炔基氨基甲酸丁酯(IPBC)在木材中的固着性能和耐老化性能,使其具有长效缓释性能,拓宽其在木材防霉领域的应用范围。【方法】通过溶胶–凝胶法合成的纳米SiO₂粉末为囊壁,以IPBC为囊芯,采用真空共混法制备纳米SiO₂-IPBC微胶囊木材防霉剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、耐光老化和缓释性能分析等方法对微胶囊进行表征;以橡胶木为研究对象,可可球二孢、黑曲霉、绿色木霉、桔青霉为被试菌种,对不同质量分数纳米SiO₂-IPBC微胶囊防霉剂处理的橡胶木抑菌效力进行综合评价,获得微胶囊防霉剂的综合性能指标。【结果】纳米SiO₂-IPBC微胶囊呈规则球状,粒径分布在20～100 nm之间,包覆率达46.33%。微胶囊发生热失重温度为120～280℃;经紫外灯照射60 min仅产生轻微黄变。微胶囊在质量分数20%的乙醇水溶液中,前60 min释放速率较...     

含石蜡水基型有机木材保护复合制剂的性能研究

  目的  为满足不同木材败坏防治需要,拟制备出一种具有防腐、防霉、防虫和防水多种功能的水基型有机木材保护复合制剂。  方法  通过室内抑菌圈法筛选出杀菌谱互补的防腐药剂和防霉药剂,复配并筛选两者的最优复配比例;以高效氯氟氰菊酯作为防虫成分、液体石蜡作为防水成分,制备木材保护复合制剂。测试该制剂的乳化稳定性能、防水性能、室内耐腐、防霉、防白蚁等效果,评价该制剂的使用效果并确定在木材上的合适载药量。  结果  通过筛选有效成分,制得质量分数为0.20%苯醚甲环唑、0.20%碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、0.02%高效氯氟氰菊酯和40.00%液体石蜡的木材保护复合制剂。该制剂兑水稀释250倍静置1 h未见分层、析油和沉淀;稀释5~20倍处理木材,当木材中液体石蜡含量为49.1 kg·m?3,防水效率达77.8 %;稀释20倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的载药量超过71.1 g·m?3时,室内耐腐测试中质量损失率可低于1.0%,达到I级强耐腐等级;稀释5倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯单位面积含量均为0.165 g·m?2时,室内防霉测试中霉菌侵染值为0;稀释10倍处理木材,木材中高效氯氟氰菊酯载药量达14.7 g·m?3,白蚁蛀蚀完好值为9.2,质量损失率为2.6%。  结论  制备了一种可满足不同木材败坏防治需要的木材保护复合制剂,该制剂一剂多效、性能稳定,具有良好的防腐、防霉、防虫和防水效果。将该复合制剂稀释5~20倍使用,可满足大多数生物危害的防治需求。表7参21     

N_2热处理马尾松木材的耐腐性能

以氮气(N2)为介质,采用均匀设计法对人工林马尾松木材进行热处理,探讨处理工艺对木材耐腐性能及物理力学性质的影响.结果表明:经过N2热处理的木材,尺寸稳定性能明显提高,密度、顺纹抗压强度略有下降.处理材腐朽后质量损失率为16.4%,耐腐性能达到Ⅱ级.SEM分析表明:处理材的结构基本完好,腐朽程度较素材轻得多,说明木材的耐腐性能明显提高.马尾松木材N2热处理的较佳工艺条件为:处理温度220℃,保温时间4 h,升温速率15℃·min-1.     

热处理对民族木结构建筑用材色差及耐腐性能的影响

以黔东南州民族木结构建筑常用的木材马尾松、杉木和枫香为研究对象,分析了在180、200、220、240 ℃热处理温度和2 h热处理时间条件下试样表面颜色及耐腐性能差异。结果表明,马尾松、杉木和枫香试样的明度L^*随热处理温度的增大而逐渐降低,各温度梯度之间的明度L^*差异均表现为显著。180~240 ℃,3种试样的红绿轴色品指数a^*和黄蓝轴色品指数b^*基本表现为先增大后减小。总色差ΔE反映出热处理对马尾松颜色变化的影响最大。彩绒革盖菌和变色栓菌对枫香的降解要强于2种针叶材马尾松和杉木,而绵腐卧孔菌和密粘褶菌则正好相反。热处理温度越高,各试样耐腐效果越好,当温度达到240 ℃时,3种树种试样在4种木材腐朽菌腐朽试验后均能达到Ⅰ级强耐腐水平。扫描电镜进一步证实了240 ℃热处理后的马尾松相比素样在被绵腐卧孔菌侵染后,其菌丝分布较少,结构保持完整,耐腐效果好。