（木材科学与技术专业论文）竹定向刨花板的防霉和防腐及其对板材性能的影响.pdf

i i i i i i i i i1 1 ii i ii i i i i ii iiii y 18 0 7 6 5 9 声明尸明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签名：巫盏 日期：筮孪： 关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文；提交论文一年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的 全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：穆钆导师签名：蝴日期：姗；甜 摘要 摘要 由于竹子生长快，导致纤维细胞的含量低，薄壁组织多，含有大量淀粉、糖份、 蛋白质和其它盐类物质，容易引起虫蛀和霉腐。竹定向刨花板( o b s b ) 主要由竹 材组成，存在着同样的问题，霉变带来的色变可以造成经济价值的下降，同时可能 促进腐朽的发生，而腐朽会造成o b s b 力学性能的下降。为解决o b s b 的霉变和腐 朽，本文作出了用于o b s b 的防霉剂、防腐剂的选择，探索了对o b s b 的防霉和防 腐处理方法及其效果，同时研究了霉变和腐朽对o b s b 力学性能的影响以及霉变与 腐朽的关系，获得了有实用意义的研究结果。 l 竹定向刨花板的防霉 a ) 实验室p d a 培养基中药剂抑菌试验的结果表明：烷基铵类防霉剂( a a c ) 比 硼酸对青霉菌( p e n i c i l l i u ms p ) 具有更好的抑制效果。 b ) 使用防霉剂a a c 对竹定向刨花板进行内部处理和表面处理的结果表明： a a c 对o b s b 有较好的防霉效果，内部处理和表面处理的效果相差不大，并表明 酚醛树脂( p f ) 和三聚氰胺改性脲醛树脂( m u f ) 对青霉均无抑制作用。 c ) 对经防霉剂a a c 内部处理o b s b 的力学性能的检测表明：内部处理o b s b 会降低其力学性能，其中p f o b s b 下降不大，而m u f o b s b 下降较大。 2 竹定向刨花板( o b s b ) 的防腐 a ) 使用防腐剂氨溶烷基胺铜( a c q ) 对p d a 培养基上的菌种彩绒革盖菌 ( p o t y p o r u sv e r s i c l o l o r ) 、卧孔菌( p o r i a p l a c e n t a ) 进行毒性测试的结果表明：防腐 剂a c q 对上述两种腐朽菌都具有较好的抑制效果，药剂高浓度的抑菌效果好于低 浓度。上述药剂在p d a 培养基上表现出来的是对菌种的杀灭作用，只有在浓度很 低时( 浓度远低于0 5 ) 才表现为抑制。 m 用防腐剂a c q 对竹材表面涂刷处理及对o b s b 进行表面和内部处理，在室 内测试对彩绒革盖菌、卧孔菌的防护效果及在室外进行天然耐腐朽试验的结果表 明：防腐剂a c q 对o b s b 竹材的防腐效果较好，o b s b 内部处理防腐效果好于表 面处理，p f 在室内对彩绒革盖菌、卧孔菌的防腐效果略好于m u f ，而在室外条件 下则没有区别。腐朽造成o b s b 的失重，并导致o b s b 力学性能的大幅下降。a c q 内部处理的p f o b s b 的力学性能大幅下降，下降值达3 1 * , - 4 9 ，而m u f o b s b 力学性能几乎全部丧失。a c q 内部处理的会略为降低p f ，o b s b 的力学性能，而 m u f o b s b 下降显著。 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 c ) 光谱分析结果表明：防腐剂a c q 能与竹材发生化学结合。 3 霉变与腐朽的关系 a ) 将不同霉变程度的竹材作灭菌处理后再作腐朽试验的结果表明：霉变可以显 著促使腐朽的发生和发展。 b 1 对经a c q 防腐处理的o b s b 再作天然霉变试验的结果表明：a c q 不具防 霉功能。 关键词：烷基铵类化合物；氨溶烷基胺铜；防霉；防腐；力学性能 h a b s t r a c t a b s i 。r a c r t h es i g n i f i c a n tc h a r a c t e r i s t i c so fb a m b o oa r ei t sl o wc o n t e n to ff i b e rc e l l sa n dh i 曲 c o n t e n to fp a r e n c h y m at i s s u ed u et oi t sq u i c kg r o w t h i t sh i g hc o n t e n to fs t a r c h , s u g a r , p r o t e i na n do t h e rs a l tm a t e r i a l sw o u l de a s i l yc a u s em o u l da n dd e c a y o r i e n t e db a m b o o s t r a n db o a r d ( o b s b ) i sm a i n l yc o m p o s e do fb a m b o o ，t h e r e f o r e ，t h e r ee x i s tt h es a m e p r o b l e m sa sr a wb a m b o o m o u l dw o u l dc h a n g et h ec o l o rs oa st or e d u c et h ee c o n o m i c v a l u eo fo b s b ，a n d , i na d d i t i o n , w o u l dp r o m o t ed e c a y , w h i c hw o u l dr e d u c ei t s m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m so fm i l d e wa n dd e c a y , t h i sp a p e r m a d et h ec h o i c eo fa n t i m o u l da n da n t i - d e c a yc h e m i c a l s ，a p p r o a c h e dt h et r e a t m e n t m e t h o d sa n dt h e i re f f i c i e n c i e s ，d i s c u s s e dt h ei n f l u e n c e sf r o mt h ep r e s e r v a t i o n sf o ro b s b a n dt h er e l a t i o nb e t w e e nt h em i l d e wa n dr o t t e n h a v eg a i n e dt h er e s u l to fp r a g m a t i c s i g n i f i c a n c e 1t h es t u d yo nm o l dc o n t r o lo fo b s b a ) c h e m i c a lb a c t c r i o s t a t i ct e s ti np d am e d i u ms h o w e dt h a tt h em o u l d - p r o o f c a p a b i l i t yo fa l k y la m m o n i u mc o m p o u n d ( a a c ) i sb e t t e rt h a nb o r a c i ca c i d ( h 3 8 0 3 ) f o r p e n i c i l l i u ms p b ) mi n n e ra n ds u r f a c et r e a t m e n to fa a co no b s bs h o w e dt h a ta a cm o l d c o n t r o le f f i c i e n c yi sb e t t e r i n t e r n a lt r e a t m e n ta n ds u r f a c eh a se q u a le f f e c t s i ta l s o i n d i c a t e dt h a tp h e n o lf o r m a l d e h y d e ( p f ) r e s i na d h e s i v ea n dm e l a m i n eu r e af o r m a l d e h y d e ( m u f ) a d h e s i v ed i dn o th a v eb a c t e r i o s t a t i ce f f e c tf o rp e n i c i l l i u ms p c ) a f t e ri n n e rt r e a t m e n to fa a c o no b s b ，t h et e s to fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e ss h o w e d t h a ti n t e r n a lt r e a t i n gc a u s e dt h ed e c l i n eo fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，p f o b s bd e c l i n e d s l i g h t l y , m u f - o b s bd e c r e a s e do b v i o u s l y 21 r i l es t u d yo nd e c a y - p r o o fo fo b s b a ) t h et o x i ct e s to fc o p p e rq u a t e r n a r ya m m o n i u m ( a c q ) t op o t y p o r u sv e r s i c l o l o r a n dp o r i a p l a c e n t ai np d am e d i u ms h o w e dt h a ta c q h a dg o o dm o u l d - p r o o f c a p a b i l i t i e s ， a b o u tt h ee f f e c to fa n t i b a c t e r i a , t h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no ft h ed o s a g ei sb e t t e r g e n e r a l l yt h e s ep r e s e r v a t i v e so ft h ea b o v e m e n t i o n e di np d am e d i u mf o rb a c t e r i ai st o k i l l ，o n l yv e r yl o wc o n c e n t r a t i o n so fd o s a g e ( t h ec o n c e n t r a t i o no fd o s a g ew e l lb e l o w 0 5 ) s h o w e di n h i b i t i o n ”w h e nu s eb r u s h i n gt r e a t m e n t 、i ma c q o nt h es u r f a c eo fb a m b o oa n du s ei n n e r i i i 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 a n ds u r f a c et r e a t m e n to no b s b ，t h eo u t d o o rc o r r o s i o n - r e s i s t a n c et e s ta n di n d o o r d e c a y p r o o ft e s to fc o r i o l u sv e r s i c o l o ra n dp o r i as h o w e dt h a td e c a y - p r o o fa b i l i t yo fa c q i sb e t t e r , t h ei n n e rt r e a t m e n ti sb e t t e rt h a ns u r f a c et r e a t m e n t n l ep fa n t i c o r r o s i o ne f f e c t i sb e t t e rt h a nm u fu n d e ri n d o o rc o n d i t i o n u n d e ro u t d o o rc o n d i t i o n , t h e r ew a sn o s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e o b s bm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sd e c l i n e ds h a r p l y 1 1 1 ew e i g h el o s s h a dm u c hm o r ei n f l u e n c et ot h e l o s so fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s p f o b s bm e c h a n i c a l p r o e r t i e sl o s t31 - 4 9 ，舢- o b s b m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sl o s tc o m p l e t e l y p r e s e r v i t i v e i n n e rt r e a t m e n to np f o b s bw o u l dd e c r e a s ei t sm e c h a n i c a lp r o p e r t i e ss l i g h t l y , b u t m u f b w bw o u l dd e c r e a s es i g n i f i c a n t l y c ) s p e c t r a la n a l y s i ss h o w e dt h a tt h e r ew a sc h e m i c a lb i n d i n gb e t w e e na c qa n d b a m b o o 3n e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm o u l da n dr o t t e n a ) b a m b o oo fd i f f e r e n tm o u l d yl e v e lw a st e s t e dt od e c a y i ti n d i c a t e dt h ei n f l u e n c e e x t e n to fm o u l dt or o t t e n 们1 er e s u l t ss h o w e dt h a tm o u l dc o u l di n c r e a s et h ee x t e n to f r o t t e n b ) o b s bw a st e s t e du n d e rn a t u r a lm o u l dc o n d i t i o na f t e ri n n e ra n ds u r f a c et r e a t m e n t 诵t l la c q d u r i n gn o r m a lt e s tt i m e ，t h es a m p l e sa l lb e c a m em i l d e ww h i c hs h o w e da c q c o u l dn o tb eu s e da sm o l di n h i b i t o ru n d e rt h i sc o n d i t i o n k e y w o r d s ：a l k y la m m o n i u mc o m p o u n d ，c o p p e rq u a t e r n a r ya m m o n i u m ，a n t i - m o u l d ， a n t i d e c a y , m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s i v 目录 目录 1 绪论1 1 1 竹材霉变1 1 1 1 竹材的霉变原因“l 1 1 2 主要霉菌2 1 1 3 霉菌菌种的生长条件2 1 1 4 竹材防霉剂的效果和选择3 1 1 5 竹材的防霉处理4 1 1 6 防霉处理对竹定向刨花板力学性能的影响4 1 2 竹材腐朽。5 1 2 1 引发竹材腐朽物质的化学组成5 1 2 2 主要腐朽菌5 1 2 3 竹材的易腐性一6 1 2 4 竹材防腐7 1 3 本论文的主要研究内容9 1 3 1 竹定向刨花板的防霉“9 1 3 2 竹定向刨花板的防腐9 1 3 3 霉变和腐朽对竹定向刨花板力学性能的影响9 1 3 4 霉变和腐朽关系l o 2 竹定向刨花板的防霉l l 2 1 防霉剂选取1 1 2 1 1 引言1 l 2 1 2 试验方法1 1 2 1 3 结果与分析1 3 2 1 4 结论。l5 2 2 不同的处理方式对防霉效果影响。1 5 2 2 1引言l5 2 2 2 试验方法1 6 2 2 3 结果与分析l7 v 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 2 2 4 结论”2 1 2 3 防霉处理对竹定向刨花板力学性能的影响2 1 2 3 1 引。言”2l 2 3 2 试验方法2 l 2 3 3结果与分析2 2 2 3 4 结论”2 3 2 4 本章小结2 3 3 竹定向刨花板的防腐2 4 3 1 防腐剂选用”2 4 3 1 1 引言一2 4 3 1 2 试验方法2 4 3 1 - 3 结果与分析2 5 3 1 4结论2 7 3 2 防腐剂a c q 对竹定向刨花板的防腐效果2 8 3 2 1 引言一2 8 3 2 2 试验方法2 8 3 2 3 结果与分析31 3 2 4 结论一3 2 3 3 防腐剂内部处理对竹定向刨花板材力学性能的影响3 3 3 3 1 引言“3 3 3 3 2 试验方法3 3 3 3 3 结果与分析3 3 3 3 4 结论”3 4 3 4 竹定向刨花板防腐处理效果及其力学性能的损失3 4 3 4 1 室内防腐效果3 5 3 4 2 野外防腐效果3 8 3 5 a c q 防腐作用机理一4 l 3 5 1引言4 1 3 5 2 试验方法4 2 v i 目录 3 5 3 结果与分析4 3 3 5 4 结论与建议4 5 3 6 本章小结4 6 4 霉变与腐朽的关系4 7 4 1 不同霉变实验的腐朽状况4 7 4 1 1 引言一4 7 4 1 2 试验方法4 7 4 1 3 结果与分析4 8 4 1 4 结论5 2 4 2 防腐剂对o b s b 天然霉变的作用5 2 4 2 1 引言一5 2 4 2 2 试验方法5 2 4 2 3 结果与分析5 3 4 2 4 结论“5 3 4 3 本章小结5 3 5 结论与建议5 4 5 1 结论5 4 5 2 建议”5 5 参考文献5 6 致谢6 0 1 l 绪论 1绪论 我国竹材丰富【l 捌，可以大量的替代木材。竹材的强度高、韧性好、硬度大，是 工程结构材料的理想原料1 3 1 ，竹定向刨花板( o b s b ) 就是其中一类。o b s b 就是将 竹子刨切为竹片，然后进行施胶、组胚、热压成板。由于o b s b 具有良好的力学性 能，正在探索作为工程材料用在了木质工字梁上。 但是由于竹子含有大量淀粉、糖份、蛋白质和其它盐类物质，容易引起虫蛀和 霉腐瞰，6 】。霉变往往会发生色变，降低了竹定向刨花板材的经济价值。虽然霉变几 乎不会对竹材的力学性能有影响 6 1 ，但是竹材的霉变与腐朽是相辅相成的，霉变是 腐朽的前奏，霉变之后更容易腐朽。对竹材腐朽而言，竹材细胞壁中起骨架作用的 纤维素和起填充或胶结作用的半纤维素及木质素将被降解，使竹材的力学性能降低 甚至完全丧失。对o b s b 来说，也存在着相同的问题。由于胶的薄膜作用及可能对 真菌有的抗性只是在一定的限度内减轻腐朽对竹定向刨花板危害，在实际的运用 中，可以观察到不经过防霉、防腐处理，其受生物的侵害十分严重。所以有必要对 竹定向刨花板进行防霉防腐处理。对于木材防腐防霉的问题，人们从很早以前就开 始了研究，然而木材的防腐研究是一个涉及面广、综合性和应用性很强的学科【引， 木材的防护可通过寻找木材败坏的原因，选取药剂，用不同的处理方法等方面进行 研究，从中找到好的药剂和处理方法，达到是木材耐久的目地。对竹材防腐防霉而 言也是如此，然而对竹材的防霉防腐却很少，国内外有关竹材防腐的文献只占整个 竹材学文献的十分之一，是竹材学研究的薄弱环节【7 1 。对竹材的成品之竹定 向刨花板的防霉防腐尚为空白。本论文就是对竹定向刨花板霉变、腐朽进行研究， 找出霉变腐朽的原因，对症下药，用抑制真菌效果好的药剂，合理的处理方法，达 到保护竹定向刨花板的目地。 1 1 竹材霉变 1 1 1 竹材霉变原因 竹材的霉变，从竹材自身的性质来看有两个方面原因：竹材生长结构构造和竹 材抽提物质。 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 竹材中具有大量的维管束、导管、管胞，以及薄壁细胞1 9 l o j 。薄壁细胞中含大 量的营养物质，在竹材中占的比例较大，分布很广，只要是真菌实体或孢子漂浮到 竹材上，就有寄生的场所，很容易生长，而霉菌菌种的主要生长繁殖方式之一为菌 丝体蔓延，维管束，导管、管胞及薄壁细胞之间的纹孔，为茵丝的蔓延提供了通道， 在适当的条件下很快就能遍布竹材。 竹材的霉变的最主要的原因是由于薄壁细胞含量高，薄壁细胞中含有较高的蛋 白质、淀粉等营养物质! ! , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 1 ，而这些营养物质正是霉菌所需要的，营 养物质含量越高，越容易霉变，如竹材相比木材的营养物质含量更高，霉变也更容 易，春天的竹材营养物质比冬天的竹材含量高，春天的竹材更易霉变，嫩的竹材比 老的竹材营养物质含量高，嫩的竹材更易霉变。 总的来说，竹材的生长快速，存在大量的薄壁细胞，就有了大量的营养物质， 且竹材中又有大量用于菌丝蔓延繁殖的通道，这为霉菌的生长提供了得天独厚的条 件，所以竹材是非常适合霉菌生长的材料。 1 1 2 主要霉菌 国内外对竹材霉菌种类的研究较多，据日本报道有2 5 8 种，对竹材可引起霉变 的有3 0 余种，国内也有类似的报道。有众多的学者对竹材的霉菌进行了提取、分 类、鉴别，归纳起来可以得到结论：在竹材上生长的霉变真菌数量繁多，最常见的 真菌是葡萄生交链孢、局限曲霉、多主枝孢霉和青霉、曲霉、毛霉、黑根霉、镰刀 菌、粉红单端孢霉等。而在上述提到的最常见的霉菌中，几乎所有的文献中都提及 到青霉、曲霉、毛霉，虽然我们国家幅员辽阔，菌种的种类很多，在不同的地区和 不同的竹材上都有不同，但由此可表明青霉、曲霉、毛霉在我国都有分布，具有广 泛的代表性。对于防霉研究来说，所要做的工作就是要选取最具代表性的霉菌，所 以实验中选种选青霉属、曲霉属、木霉属等属的成员是具有代表性的，从竹材上直 接提取的菌种做实验，那就使防霉的针对性显得更强。 1 1 3 霉菌菌种的生长条件 现在对霉变真菌的研究远不如腐朽真菌，甚至处于初级阶段，但霉菌同样满足 真菌生长的几个基本条件：营养物质、空气、温度、水分、p h 值。在竹材中从上一 部分已经分析了，有大量的营养物质和大量的空间通道，表明了竹材自身就满足了 2 l 绪论 霉菌生长的营养物质和空气。那么在自然条件下，温度和水分就是霉菌生长最重要 的因素了，对于温度和水分对霉菌的生长影响r 0 2 1 ，2 2 1 ：总的来说，竹材霉菌生长较好 的条件为2 5 c 3 0 c ，相对湿度为9 3 。 1 1 4 竹材防霉剂的效果和选择 按照木材方面变色剂的定义l ，木材防霉变色剂应至少含以下成分之一：百菌 清( c h l o r o t h a l o n i l ) 、8 羟基喹啉铜( c o p p e ro x i n e ) 、亚甲基双硫代氰酸脂酯( m b t ) 、 苯噻清( t c m t b ) 、多菌灵( c a f b e n d a z i m ) 、噻菌灵( t b z ) 、苯菌灵( b e n o n y l ) 、 3 一碘。2 丙炔基丁氨基甲酸酯( p p b c ) 、二癸基二甲基氯化铵( d d a c ) 、十二烷 基苄基二甲基氯化铵( b a c ) 、椰油基三甲基氯化铵( c o c ot r i m e t h y la m m o n i u m c h l o r i d e ) 、丙环唑( p r o p i c o n a z o l e ) 、5 氯2 甲基4 一异噻唑啉3 一酮( i s o t h i a z o l i o n e ) 、 丁苯吗啉( f e n p r o p i m o r p h ) 。 一般来说，竹材的防霉剂较多的参考了木材防霉剂，但是木材防霉剂对竹材防 霉不一定都有效，同时根据竹材霉菌的特点也有厂家研究了一些新的防霉产品。而 对防霉剂的效果怎么样就需要个要个判别。 在防霉剂的防霉效果的评价方面有人做了不少的研究，主要有： 1 ) 在适合霉菌生长的条件下，将经各种防霉剂处理的竹片置于长满霉菌的培养 基上，一个月后记录菌丝在竹片上的蔓延百分比。 2 ) 测定供应试菌p d a 培养基上的抑菌圈的直径大小。 3 ) 将霉菌的混合孢子悬浮液接种到竹材上，在2 5 。3 0 ，相对湿度9 3 的环境 下培养，根据不同的时间记录不同的霉变程度，并分等级，防霉效力= 1 0 0 一( 处理 材平均等级对照材平均等级) x 1 0 0 ，这是一种大家认为比较好的评价方式。 据现有的文献表明，防霉剂的种类很多，主要使用的有五氯酚钠( n a p c p ) 、2 ， 5 一二氯一3 一溴苯酚( d p ) 、t m o 、亚甲基二硫代氰酸酯( m b t ) 、多毒灵( m b c ) ， 溴化十二烷基二甲基苄铵( 新吉尔灭) ，百菌清等，其中t m o 、五氯酚钠( n a p c p ) 、 d p 等效果较好，而多菌灵、百菌清等效果较差。 由于竹材防霉剂的研究处于初期阶段，在竹材防霉剂方面，还没有制定相关的 标准。由于有很多的药品都是厂家自配的，并没有成分说明，用这类药剂实验是缺 乏说服力的。而像五氯酚钠由于污染大，也不被考虑。解决的办法，选择标明有效 成分且环保的防霉剂，采取上面所写的3 种方法进行测试。 3 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 1 1 5 竹材的防霉处理 竹材的防霉处理其原理为去除或减少营养物质( 如抽提) ，将材料转化成霉菌 不可食用或隔绝霉菌与材料接触( 如表面碳化或表面涂饰等) ，抑制或杀灭霉菌( 微 波杀灭或药剂处理等) 。 在上述的处理方式中，现有的文献表明：有较少的用物理方法处理，如微波等 方法【2 9 】，具有一定的效果，但不成熟。也有采用抽提处理，可以一定程度的提高抗 霉能力，但抽提后的产物很难处理，增加了成本，并不可取。多数采用药剂处理 2 4 , 2 5 ，2 6 ，2 7 2 引，而药剂防霉处理基本上都是用浸渍法和喷淋法，药剂的保持量决定了 竹材防霉性能的高低。存在的问题：常温浸渍等表面处理药剂的保持量不足，防霉 的持久性不足，对与其他真空等处理方法，药剂的保持量有所增加，抗霉变性能有 所提高，但防霉的效果依然不足，且有设备上的要求。针对上述问题，对o b s b 的 防霉拟采取的办法： 1 ) 用防霉剂浸渍法和喷淋法处理竹刨花，后进行压板，使防霉剂始终保持在 一个较高的水平上，避免了药剂的流失性问题，这种处理方法在竹刨花板的防霉处 理中还没有见到报道； 2 ) 用防霉剂对成品板作表面处理，这是根据竹定向刨花板是一种比较廉价的 材料，不需要有更大的处理成本和采取较为成熟方便的处理办法。 1 1 6 防霉处理对竹定向刨花板力学性能的影响 防霉处理的目的是保护竹材免受生物的侵害，保证其强度，但药剂的加入会对 板材的强度产生影响。在这方面人们从胶、胶结性能，及板材的力学性能等方面进 行了研究，结果表明影响较大【3 0 ，3 1 , 3 2 , 3 3 1 ，对于胶粘剂来说，金属离子c u 、m n 及硼 离子等都对胶的固化有催化作用，可能影响到胶的固化性能，胶合性能及耐老化性 能等，从而影响到板材的力学性能。对将防霉剂处理内部处理竹定向刨花板，也有 可能遇到力学性能的下降，为证明该种方法对竹大片的力学性能的下降是否在可接 受的范围内，将对板材的主要力学性能静曲强度、弹性模量、内接合强度、蠕变、 耐老化性能中的部分或全部进行测试。 4 l 绪论 1 2 竹材腐朽 1 2 1 引发竹材腐朽物质的化学组成 腐朽菌对竹材的腐朽，主要是作用于竹材中的纤维素、半纤维素、木素。那么 这三种物质的性质又是什么样的呢? 介绍如下： 竹材的基本化学组成与阔叶树材接近，主要成分是纤维素、半纤维素和木质素， 竹子一般由5 0 7 0 的纤维素、3 0 的戊聚糖和2 0 0 0 - - 2 5 的木质素组成【3 4 】 竹材纤维素含量一般稍高于木材，半纤维素比针叶树材高一倍，与阔叶树材相 当，木质素比针叶树材低约1 3 ，也与阔叶树材相当【3 5 , 3 6 1 。由于纤维素含有羟基( o n ) 和苷键( o ) ，其化学反应主要是羟基的醇性反应和苷键产生的水解反应。 半纤维素是竹材中非纤维素不均聚糖的总称，半纤维素除具有糖的性质外，还 具有高分子化合物的特性，无定形、多分支，反应性较大，在酸性条件和强碱性条 件下会发生水解反应。 竹材中的木质素属芳香族化合物，木质素的反应性很强，既能与亲电试剂反应， 也能与亲核试剂反应，还能与某些氧化剂发生氧化反应。木质素的大多化学反应， 多少都伴有木质素的分解和缩合，大致分为发生在侧链上的反应和发生在芳香环上 的反应两种。侧链上的反应多为a 位活泼的苯甲醇型羟基上或烷基，芳基醚上的反 应；在芳香环上所发生的选择性反应中有卤化、硝基化臭氧氧化等，在它们反应时， 也发生侧链上的分解，此外还有甲酰化、氰乙基化，酚化，接枝化等反应【了7 1 。 1 2 2 主要腐朽菌 竹材的腐朽是由腐朽菌引起的，但对竹材腐朽菌的研究不是很多，现在的腐朽 菌研究主要还是在木材腐朽菌上，研究也比较深入，木材的腐朽菌对竹材也有借鉴 作用，因为菌种腐蚀的主要物质在木材和竹材中的是一样的，同为纤维素、半纤维 素、木素，只不过是那些菌种更能生长在竹材或木材上，因为木材和竹材的上述三 种物质含量及抽提物含量有所不同。 1 2 2 1 竹木材腐朽菌 根据腐朽材的外观，腐朽真菌一般分为三种类型【3 3 1 ：( 1 ) 白腐菌，可分解木质素 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 和纤维素，但更多的是分解纤维素；( 2 ) 褐腐菌，分解纤维素，留下的木质素形成褐 色的网，腐朽材呈褐色，不过有时部分木质素也会被分解；( 3 ) 软腐菌，在潮湿条件 下分解竹木材，一般只能分解纤维素，木质素被完整地保留。白腐菌和褐腐菌隶属 于担子菌门( 船动b 叼脚蜘【3 9 ，柏】，而软腐菌则隶属于子囊菌门( a s c o m y c o t a ) ；g l 半知菌 类( f u n g ii m p e r f e c t i ) 。自腐和褐腐在通常情况下危害较大是研究的重点，而软腐相 对较少，也不是主要研究对象。 对竹材的腐朽，主要还是白腐和褐腐，但竹材的腐朽研究处于初期，具体研究 那些菌菌对竹材的危害大，常见的有那几种，都没有向竹材霉菌那样作出评价。 现有的文献已证明彩绒革盖菌( p o o p o r u sv e r s i c l o l o r ) 、卧孔菌( p o r i a p l a c e n t a ) 能在竹材上很好的生长，而且这两种菌是目前用作防腐实验最多的菌种，应该说这 两种菌还是有一定的代表性。 1 2 2 2 腐朽菌的生长条件 能够生长在竹木材上的真菌，真菌的孢子可由风、水、昆虫或人为因素等传播 到竹木材上，在适宜的条件下就会萌发形成菌丝或分裂繁殖，分解竹木材成分。腐 朽菌生长和繁殖的主要条件包括：营养、温度、湿度、p h 值。研究结果表明，竹 材在营养，和p h 值上都很适合腐朽菌的生长，而在竹材上和湿度为8 5 ，最适合 的温度为2 8 左右。 1 2 3 竹材的易腐性 1 2 3 1 竹材的腐朽性 腐朽的主要原因与竹材的化学成分有很大的相关性，腐朽菌是以竹材的主要成 分是纤维素、半纤维素、木质素，破坏竹材的结构性物质，使竹材逐渐的丧失力学 强度。对腐朽和腐朽菌及霉菌的关系上池玉杰1 4 2 做了充分的研究，表明腐朽菌不食 低分子物质，在低分子物质中有单宁等有毒物能阻止腐朽菌的生长，而霉菌是以低 分子物质为食，能消耗掉单宁等有毒物，是腐朽菌得以生长。同时还有人对竹材的 化学成分进行了鉴定，表明竹材有大量的营养物，有毒物少，并分析是由于竹材的 生长周期短，竹材的薄壁细胞多，营养物也就多，并且比木材的多得多，同时表明 了竹材的腐朽比木材更容易。 6 l 绪论 1 2 3 2 竹材天然耐久性的研究 陈利芳等对1 1 种竹材进行了天然耐腐实验，表明竹材的天然耐性与密度不成 线性关系，没有超过2 4 个月的。 王雅梅等对2 年生毛竹和4 年生毛竹进行了天然耐腐实验，3 个月的失重率彩 绒革盖菌、卧孔菌分别是1 9 8 8 、5 8 6 及9 8 2 、2 0 7 。 刘秀英对五种竹材进行了天然的耐腐实验，表明失重率为3 3 8 到9 1 8 不等。 刘磊等对毛竹等五种竹进行室内天然耐久实验，失重率为1 3 - 3 4 不等。天然 平均耐久性不超过2 4 个月。 综上所述竹材的天然耐腐性不好，有必要对竹材进行防腐处理，作为工程结构 用材同时也竹材为主要原料的o b s b ，天然耐腐性也是不好的，做防腐处理是必要 的。 1 2 4 竹材防腐 1 2 4 1 竹材防腐方法 防腐处理就是通过某种手段，消除微生物耐以生存的必要条件之一，来达到阻 止生长及其繁殖的目的【4 3 】。如：去除竹材中的营养源或转化营养源为不可食用的物 质，或隔断腐朽菌生活所需的水分和空气。处理方法大多同木材的防腐处理，水浸， 烘烤，烟熏，高温干燥，涂刷等，更多的处理是通过化学药剂处理，如将防腐剂加 入到竹材中进行处理。 现在的防腐处理多为化学药剂处理，具体方法大致有涂刷、喷淋、浸渍、加压 处理等。涂刷、喷淋、浸渍方便简单，对设备要求不高。加压处理能加深药剂的渗 透深度，提高防腐效果，但有设备上的要求。可根据不同的药剂和材料做相应的处 理选择。 竹材的防腐通常是借鉴木材来的，从增加防腐的渗透深度，药剂的保持量和降 低流失性( 及提高防腐剂的固着性) 方面有大量的研究4 5 1 ，在这几方面做到将提 高竹材防腐性能。 但竹材与木材在结构上有不同，由于胶状物质的沉积及侵填体聚积，导管和筛 管几乎不再具有横向渗透性i 删，竹的表面覆盖着富含硅和蜡质的坚硬薄层，所以防 7 竹定向刨花板的霉变腐朽及其对板材性能的影响 腐剂难以从径向渗入【4 7 l 。但维管束在竹里分布不均匀，在竹秆的外围部分维管束小 而多，中央部分维管束大而少【4 引。这些因素都造成了，以提高木材加药量的办法可 行性不大，同时造成成本的大幅提高。 竹定向刨花板是由廉价物竹子制成的，处理起来要求成本低且工艺简单，熏蒸 及加压等方式处理对设备要求较高，并会加高成本，并不适用。竹材板应该尽量采 用浸渍、表面喷淋处理等操作简单成本低的方式。将防腐剂直接处理竹刨花中，解 决了渗透深度和药剂保持量的问题。考虑到竹材的价格问题，也可只用板材表面处 理，虽然效果可能会差些，但也可作为参比，从而综合评价那种方法性价比更高。 1 2 4 2 防腐剂的研究 目前研究较多的包括水溶性的氨溶烷基胺铜( a c q ) 、烷基铵类化合物( h h c ) 、 硼化物、二甲基二硫代氨基甲酸铜( c d d c ) 和油溶类的百菌清( c t l ) 、有机碘化物 ( i p b c ) 等，以及一些新兴的防腐剂。同时防腐剂的研究，在提高防腐剂的性能，各 种防腐剂的处理效果方面有大量的研究。 对于这些防腐剂，众多的学者在提高防腐剂的固着性，药剂效力等方面做了大 量的工作 4 9 , 5 4 】，并进行了防腐实验，表明效果较好。归纳起来大致分为3 类，第1 类最常见的铜铬砷类防腐c c a 和氨溶烷基胺铜类防腐剂a c q ；第2 类q a c 、铜唑 类等防腐剂；第3 类，在此基础上或单独开发的药剂，如壳聚糖类、蛋白类防腐剂。 对第l 类防腐剂的研究表明【4 5 , 4 9 , 5 4 , 6 1 , 6