（木材科学与技术专业论文）防真菌杨木定向刨花板的研究.pdf

摘要 杨术防真菌定向刨花板 o s b ) 的研发对予合理赢效利用杨树资源、促进o s b 的增 值加工和人造板保护技术的发展具有重要意义。本研究对酚醛( p f ) 、脲醛( u f ) 和异氰 酸脂( 磋d 1 ) 树脂胶合的不同类型的定向锱花板产品，筛选了硼化物、菊酯类、铜唑、环 烷酸盐、t b q 及防攀剂a 、b ( m a m b 主要成分为咪鲜胺和多麓灵) 七种防腐剂，邋过 在制板工艺中添加防腐剂，研究了不同药剂和添加量对胶粘剂、o s b 力学性能和防腐防 霉效率的影响，并糟原子吸收光谱法测量了m p l 胶合的o s b 板材中药荆抗流失性，以 研制防真菌杨术o s 8 。 研究表暖： ( 1 ) 防腐剂添加对胶有不同程度的影响。硼化物、菊酯类药剂对p f 胶p h 影响不 大，但前者增加了接触角和胶液粘度，后者降低了接触角和粘度，两者都不同程度缩短 了胶的固化时涟；防霉裁a 、转和蔫酯类降低了u f 胶接魅焦，但前两者胶液粘度，延 长了固化时间，不过对p h 影响不大； 2 ) 醵化物适合于p f 胶防腐杨本o s b 鲢处理，叛材不仅力学性能优良，两且在 o 5 的低添加水平即能获得优良的力学性能及防腐能力；而菊酯类、环烷酸盐高添加水 平时防腐性能较好，铜唑处理的板材防腐性能没有明显改善，尽管后三者处理的板材力 学性能较好； ( 3 ) 综合考虑m d l 胶o s b 的力学和防真菌效力，推荐硼化物和t b q 的高水平对 其防腐鄹防霉处理，菊醮类中、高添加水平 乍防霉处理以及环烷酸盐 乍防腐处理； ( 4 ) u f 胶防霉杨木o s b 板中，防霉荆a 的1 添加永平、防霉剂b 的0 7 5 添加 水平为最佳的防霉剃添加量，对防霉板以及胶液的影响可以降到最低，丽且防霉效率最 佳； ( 5 ) 通过对m d l 胶、u f 胶防霉效力的衰减曲线拟含发现，长期的防霉效力和早期 的效力具有很好的相关性。 关键词：杨木定向刨花板；防腐剂；力学性能；防腐( 霉) 效力 3 r e s e a r c ho n f u n g i r e s i s t a n tp o p l a ro s b r e s e a f c ha n dd e v e l o p l l 薹e 珏lo fp o p l a f b a s e do r i e n 专e ds t r a 藏d b o 鑫f d ( 0 s 8 ) w i l ls t i l n u l a l e t h ee f f e c t i v ea n de f f j c i e n tu s e so ff a s t - g r o w i n gp o p l a rw o o d ，t h ed e v e l o p m e n to fv a l u e - a d d e d o s bp r o d u c t sa n dp r o t e c t i o nt e c h n o l o g yo fw o o d b a s e dp a n e l sa sw e l l 1 no r d e rt od e v e l o p p o l a ro s bw i t hd e c a ya n dm o l d r e s i s t a n ta b i l i t y ，s e v e np r e s e r v a 童i v e $ ，b e i n gb o r a t e ，p l y g u r a d ( p a ) ，c u a z ，n a p h t h e n a t e ，t b q ，m aa n dm b ，w e r es e l e c t e da n da d d e da td i f 俺r e n tl e v e l st o t h el h r e er e s i ns y s t e m s ( u f ，p f ， 暖d 1 ) l oe v a l t l a t et h e i re f 琵c t so 矬t 董l ep 1 o p e r l e so ff e s i n s ，t h e b o a r dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n db o a r df h n g i 1 e s i s l a n la b i l i t yo fp o p l a ro s ba sw e l l 。t h e 1 e a c h a b i l i t yo fp r e s e r v a t i v e sw e r ea l s od e t e r m i n e db ya t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o s c o p y ( a a s ) f b f 蜃d lb o n d e d1 3 i s b t h er e s e a r c hf e s u l t ss h o w e dt h a t ： ( 1 ) p r e s e r v a t i v e sa d d i t i o n sd i da f i f e c tt h ep r o p e r t i e so fr e s i n sm o r eo rl e s s b o t hb o r a t ea n d 薹i ah a 硅v e l i yl l t 专l e n 费l 圭e n e e so 蚤t h ep 嚣o fp f | e s i 蘸，b u t 转o f a 辜e 鑫d 莲 专 o 矗i 秘c r e a s e dt b ec o n l a c 专 a n g l ea n dv e l o c i t yw h i l ep aa c t e di na n o t h e rw a y b o t ht h e md e c f e a s e dt h ec u r i n gt i m eo fp f r e s i n t h ea d d i t i o no fm a ，m ba n dp ad e c r e a s e dt h ec o n t a c ta n g l eo fu fr e s i na n da f f e c t e d l 魏ep 瓣l i l t l e ，b l l l 涯a 鑫稳莲m 8d e c l e 鑫s e dl 量l ev e l o c i l ya 纛di n e f e a s e dt 矗ee 珏1 i 致gl 翻日睦0o fu f r e s i n ( 2 ) p o p l a ro s bt r e a t e dw i t hb o r a t eh a dn o to n l yh a de x c e l l e n tm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，b u t 鑫l s op e r 勤f 薹矬e 鑫。娃t s 童a 蕤d i 珏ga 专t h ed e e 鑫y - l l e s s a 魏专专e s 童鑫专专量l el o w e s 鼍鑫d d i 童i o nl e v e lo fo 5 ； b o a r d st r e a t e dw i t hp aa n dn a p h t h e n a t ep r e s e n t e ds a t i s f i e dd e c a y r e s i s t a n tp e r f b r m a n c eo n l y a th i g ha d d i t i o nl e v e lw h i l et h eb o a r d st r e a t e dw i t hl a b i n a d ec u a zh a dn oi n l p r o v e d d e e a y - | e s i s 重a l l 乏p e r o f 藏1 8 鑫c e 毒h o 珏鬈魏重量l e i rl 珏e c h a n i e 鑫lp f o p e 瞧i e sw e f es 鑫重i s 是e d ； ( 3 ) b o r a t ea n dt b qw i t hh i g ha d d i t i o nl e v e lw e r es u g g e s t e dt op r o d u c em d ib o n d e dh i g h p e r f o r m a n c ef u n g i r e s i s t a n tp o p l a ro s b ，w h i l et b em i d d l ea n dh i g ha d d i t i o nl e v e lo fp a s h o w e dg o o d 兹l o l d r e s i s 专a 矬鼍 a b i l i t y嚣n d熟a p 量l t h e n a t ew 8 sag o o dc h o i e et op r o d l l c e d e c a y r e s i s t a n tm d ib o n d e do s bp r o d u c t s ( 4 ) t 重l e1 c o n t e n tl e v e lo fm aa n dt h eo 7 5 l o a d i n gl e v e lo fm bw e r es u g g e s t e dt o a d o p 熏e d l o p f o d u e eu fb o n d e dl n o l d f e s i s t a n tp o p l a fo s b ， 如rt h e i fb o t he x c e l l e n t m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，t h e i rm i n o re f 内c t so nu fr e s i na n dt h e i ro u t s t a n d i n gm 0 1 d r e s i s t a n t p e r f b r m a n c e ； ( 5 ) t h e 巍t t i n gc u f v eo fl o n g 一重e r ma n ds h o r tt e r l ni n o l d - f e s i s t a n te 馒c a c yd e l e r m i n e dt h a t t h e r ew a sag o o dr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e m k e yw o r d s ： p o p l a ro s b ；p r e s e r v a t i v e s ； m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ； f u 强g i - r e s i s 圣a h ta b i l i 董y 4 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作 所取得的成果。尽我所知，除文中已经特另l l 注明季l 用的内容和致谢的地方外，本 论文苯包舍任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者( 本人簦名) ： 乏多秀 醒年6 月卯蓦 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学按论文的规定，震 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件争电子版( 中国科学技术 信息研究所；国家图书馆等) ，允许论文被查阅和借阅。本人授权南京林业大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合 为学校的科技成果，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文全部或部分内容。 保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密区。 ( 请在以上方框内打“ ”) 学位论文作者( 本人签名) ：乏二勇 移窘年 指导教师( 本人签名) ： 月矽嚣 么铷逮 致谢 在此论文完成之际，首先感谢导师一一金菊婉副教授，因为有她的精心指 导才得以顺利完成，无论从论文的选题，课题研究的开展，还是整篇论文的撰 写，都与导师无微不至的关怀是分不开的。 感谢徐州长青定向刨花板有限公司与安徽肯帝亚皖华人造板有限公司对 此次实验的大力支持，感谢刘启明教授、卢晓宁教授在实验及论文撰写过程中 给予的建议和意见。 感谢木工院、研究生院各位老师对我多年来学业上的指导和帮助，感谢徐 咏兰教授、梅长彤副教授、吴羽飞老师、岳孔班主任、贾辫老师、李晓平师姐、 王鹏师傅、赵师傅、葛师傅、夏炎师姐在实验中给予的配合。 感谢同学许俊、袁绍飞、章瑞、顾东兰、杨蕊、叶永连、贾祝君在实验过 程中提供的帮助。 论文还得到了师弟丁鑫同学的会作， 值得我学习；同时还要感谢贺磊、龙飞、 俞秋红的帮助。 他认真的科研态度，好学的精神非常 陆洋洋、陈苓、米志、刘刚、邱永永、 最后感谢我的父母、姐姐及亲属对我学业上长期的支持和不断的鼓励，感 谢吕林卉同志对我生活上无微不至的关心和体贴。 在即将离开校园之际，百感焦急。这三年南京林业大学的学习以及四年在 安徽农业大学的学习，是我人生中最为关键的时期，对今后在生活和事业上的 成功奠定了良好的基础。真心的感谢母校对我的培养，感谢自己的坚持1 2 2 0 0 8 年6 晨2 0 匿于南京 1 1 定向刨花板及其发展 1 1 1 定义 l前言 定向刨花板 o f i e 程t e 纛s t f a n db o a 斑，o s 转) 是指以小径级原木为原料，经 刨切加工得到的薄长条刨花为基本术质单元，施加胶粘剂和其他添加剂后，通 过定向铺装和热压得到的一种人造板材。o s b 是木质人造板中的一个重要分 支，生产该产品，可将小径缀、枝壤材、等外材等低质原料加工成强度高、刚 性大的结构用板材，充分利用和节约木材资源。 因为o s b 对原材料的要求相对胶合板较低，能够充分利用国家现有的资 源，而且能够提高木材使用率避免浪费，其发展越来越受到重视。其优良的使 用性能、适宜的价格和环境友好的特性，使得其在北美得到广泛的发展和应用。 1 1 2 应用 国外o s b 板已经广泛应用于建筑业、包装业、交通运输业等各个行业， 主要替代厚胶合板和结构用实木使用。在建筑行业中，o s b 主要用于地面材料、 墙壁板、间隔扳、隔扳、屋顶板、工字梁的腹板、混凝土模叛等；在包装业中， o s b 主要用于制作包装箱、托盘、存储箱及集装箱底板；在交通运输业中可用 予车辆地板、底板、火车车厢墙板及隔板等；以及用于制作家具、厨具行业的 结构扳、商品货架、工业用桌露等l l 】。国内0 s b 主要应用于包装业、建筑模 板、木结构建筑、家具制造和室内装修【2 】。 1 1 3o s b 发展现状 ( 1 ) 国外 作为o s b 的主要应用地区，近几年，欧洲年均使用量都在5 0 0 万m 3 以上， 北美在2 3 0 0 万m 3 以上。随着欧洲经济迅速复苏，g d p 以3 的速度增长，住 宅建筑及室内装饰大量增加，带动了o s b 的需求增加，价格一路上扬，国内 价格也随之走高。2 0 0 6 年底，o s b 2 在欧渊为2 5 0 2 6 0 欧元，嫩3 ，o s b 3 为 2 9 0 3 0 0 欧元m 3 。 8 0 年代北美的0 s b 产量仅为7 0 万m 3 ，9 0 年代为7 0 0 万m 3 ，2 0 0 1 年增 鸯西到近2 0 0 0 万嫩3 ，2 0 0 4 年有创新离达到2 2 4 7 万m 3 团。其发展速度非常惊人， 相比较，中国的定向结构刨花板还有很大的发展空间。由于2 0 0 6 年经济增长 速度下降，加上美国国内住宅建筑量减少，及采购包装用0 s b 用量下降，导 致o s b 价格下滑。全球范围o s b 产品价格波动幅度达5 0 1 0 ，欧洲也在 4 0 6 0 之间。 尽管北美的定向刨花板工业已经相当发达，欧洲和南美的定向刨花板工业 也在飞速发展，亚洲毽翦却还没有一条较大靓模的定蠢刽花扳生产线，丽亚洲 的定向刨花板进口量却在逐年增加。 随着o s b 在国外的应用的豳益广泛和新型用途的开拓，o s b 的深加工和 处理得到了重视和发展。在温暖湿润地区作为房屋墙板使用在水汽渗入的情况 下，o s b 藐容易受到真菌的侵害，防真菌o s b 在国外已经 ! 导到了研发【 。 ( 2 ) + 国内 我囡于2 0 上个世纪7 0 年代朱开始o s b 方面的研究。进口第一条o s b 生 产线于1 9 8 9 年建子南京木器厂，第一条全套应震国产化工艺与设备的o s b 生 产线予l9 9 5 年落户于福建建瓯木材厂。到2 0 0 0 年，曾建成并运行的o s b 生 产线麸有6 条。相对而言，国内o s b 的生产和使用销售均处于极小规模状态。 目前我圈使用的o s b 绝大部分由国外进口。 o s 8 在国内生产帮销售的褥时，也要着眼于国际市场。我国的定澎刨花扳 工业若能尽快发展起来，不仅国内有巨大的需求市场，距洲邻国如图本、东南 亚各国等均是巨大的出口市场，这对我国的定向刨花板工业在国际上占有一席 之地菲常重要，也将极大地推动我国定向刨花板工业的发展【4 】。 1 1 4 我国发展o s b 意义 目前我国森林覆盖率18 2 1 ，居世界第l3 0 位，仅相当于世界平均水平 的6 1 5 3 。森林面积l 。7 5 h m 2 ，入均占有露积为o 。l3 2h 搬2 ，居世界第l3 4 位， 人均森林蓄积量为9 0 4 8 m 3 ，仅为世界入均薷积量的l 8 。我国森林资源资源分 布不均，东部地区森林覆盖率为3 4 2 7 ，中部地区为2 7 1 2 ，西部地区为 1 2 5 4 ；森林资源总体质量不高，全国林分平均每公顷蓄积量只有8 4 7 3m 3 ， 相当于世界平均水平的8 4 。8 6 ，居世界第8 4 位，林分平均胸径只有1 3 8 e m ， 林木径级、龄级分布结构不合理，可供采伐利用的资源少【5 】。 随着我国经济发展和人民生活水平的提高，社会对术材的需求量日益增 加，我囡术材消费缺口巨大，预计到2 0 15 年国内木材供需缺口将达1 4 。1 。5 亿 m 3 。基前我国人工林蘧积屠世界第一强】，人工林木材己成为满足国蠹木材需求 的重要途径，但人工林木材存在密度低、材性差等缺陷，难以真正缓解大径级 原木不足的矛盾。0 s b 在我国市场潜力巨大，发展和利用以人工林为原料的定 向刨花板大有可为。如果用小径级原木生产o s b ，可以使材质松软的小径木变 为强度高、稳定性好的优质叛材，替代结构胶合板和实本扳材，哥大大提高木 材资源的利用效率，减少对大径级木材的依赖，实现小材大用，劣材优用，可 补充部分木材缺口。在我国当前的国情、林情、人造板工业、建材工业等相关 行业的情况下，发展0 s b 不仅是顺应生态环境建设和材料工业的发展趋势， 也是满足可持续性发震的要求。同时，利用因产树种，重视和发展o s b 深加 工，提高产品附加值，开发o s b 的保护技术，开拓0 s b 在建筑、包装及其他 2 行业的应用，不但对于保护森林和耕地，丽且对于促进我国人造板正业、建筑 监和其他相关行韭的发展都有重要的意义，也是发展循环经济、建设节约型社 会的必然要求。作为人造板中一个重要的分支，o s b 的研究受到学者和专家的 重视，并且取得了很多成果1 8 - 13 1 。 堇。2 木质材料真菌败坏 1 2 1 生物降解 木材是树木生长的产物，是一种可以不断更新生长的植物性原料。木材由细 胞组成，缨胞壁物质是含有纤维素、半纤维素和木震素的高分子复合体。这些纯 学成分使得木材除了容易受到昆虫的侵蚀外，还容易受到微生物如真菌类的腐朽 菌、霉菌的侵蚀而发生霉变、腐烂等现象，因此，木材具有明显的生物特性，它 经常受到生物包括微生物真菌的腐蚀。 木材及木质材料生物降解类型可分为三类：由微生物( 真菌和细菌) 降解、 由昆虫( 白蚁、木材钻孔虫和木蚁引起的降解) 、由海生钻孔动物( 船蛆、蛀 木水虱) 引起的破坏。其中微生物降解或败坏又可分为腐朽、变色( 边材变色 或蓝变) 、霉变、细蔼降解和软腐，尤以腐朽对材性影响最大。 1 2 2 真菌败坏 对术材败坏最严重的微生物是真菌。真菌是一种低等植物，其栖息、繁衍 所需要的条件。营养、温度、湿度、酸碱度和空气等，均可在木材基质上得以 满足。真菌的孢子相当于高等植物的种子，可由风、水或昆虫等传播到木质材 料上。孢子落到木材上后，在上述适宜生长的条件下就会萌发成菌丝，开始一 个新的生活时代，同时使木材经受严重的微生物分解过程【l 引。 侵害木材的真菌可分为破坏性真菌帮菲破坏性真菌。菲破坏性莫蓥主要以 边材细胞中的淀粉、糖类为食，细胞壁并不会削弱；而破坏性真菌分解细胞壁 的成分作为养分，造成木材的腐朽败坏，如腐朽菌。 ( 1 ) 腐朽菌 本材腐朽蓥是以缨胞壁物质分解为养料，进行繁殖、生长，故木材的腐蚀 主要来自于腐朽菌。腐朽是由高等真菌的担子菌引起的，按照性质可以分为白 腐和褐腐。白腐即白色腐朽。主要有白腐菌破坏木素，同时也能破坏纤维素而 形成。受害木材在予燥时表面保持不开裂。它多呈白色或浅淡黄色，有的材质 松软，状如海绵，称海绵状腐朽；有的材色呈浅红褐色或暗褐色等，而具有大 量浅色或白色斑点，并显露纤维状结构，其外观似蜂窝状筛孔，故亦称为筛孔 状腐朽，或叫腐蚀性腐朽。褐腐即褐色腐朽。主要由褐腐菌破坏胞壁的碳水化 合物所形成。受害本材为残留的变性木素和抗性较大麴结晶纤维素构成的网 络，逐渐变成褐色、红褐色、棕褐色。褐腐材质脆，干燥后表面开裂呈特征性 的立方块状，中间有纵横交错的细裂隙。 ( 2 ) 霉菌 霉菌是真菌的一种，大量存在于空气和土壤中，极大多数为腐生菌。它们 一般不会侵害管胞和纤维的细胞壁，僵是它船能够侵害薄壁细胞。这些真菌的 菌丝能在射线薄壁细胞的细胞壁中生长。在一些情况下，它们还会部分或全部 破坏射线薄壁细胞细胞壁和纵向树脂道的薄壁细胞。霉菌在纹孔塞中形成较大 的孔洞，并且还能使射线薄壁细胞壁广泛降解【 】。霉菌在木材表面生长繁殖， 可以蓐| j 替或刨去，主要降低穸 观质量，使木孝孝及木制品降等降价，严重时造成 重大经济损失。霉变一般对木材物理力学性能无影响，但若长期( 3 6 个月) 处在高温高湿条件下严重长霉，也会引起表面腐朽，木材细胞壁出现空洞。 1 3 木材及木质材料防腐防霉处理 1 3 1 作用 真菌对木材昀败坏在很大程度上影响了箕使用性能，造成木材浪费。构件 发生真菌败坏，影响到木构件的美观性、功能性和使用寿命。故而在室外或是 湿润温暖地带使用的木材，防真菌败坏性能的要求较高。需要进行防腐防霉等 防护处理。 防腐处理可提嵩木材的抗菌抗虫性能，延长木材的使用寿命，是节约木材资 源、提高木材利用率的重要途径。根据国内外大量试验材料的统计结果，防腐处 理材使用寿命是未处理的5 6 倍。例如，美国曾经对交通路旁的l 亿根电杆作了统 计，未经防腐处理的只可使用5 年，经过c f e s o l e 油加压浸渍处理的霹使用3 0 年 i 托】。利用防真菌技术可以克服木材的部分缺陷，扩大木材的应用范豳，如建材、 农用材领域等。防腐木材的推广使用，其经济效益、环境效益十分显著【1 7 j 。 l 。3 。2 枧理 真菌繁殖的必要条件有三：氧气、水源和营养条件。防腐处理就是通过某 种手段，消除微生物赖以生存的必要条件之一，来达到防止其繁殖的豳的。例 如，用水浸泡木材就是断绝微生物的氧气来源；干燥木材，就是消除微生物生 存必备的水源；化学防腐裁的防腐处理主要是断绝其营养物覆的来源。防腐机 理可分为机械隔离防腐和毒性防腐： ( 1 ) 机械隔离防腐 机械隔离防腐，如装饰材料，将木材暴露的表面保护起来，阻止本材与外 界环境因素的直接接触，以防止微生物的侵蚀。 ( 2 ) 毒性防腐 毒性防腐，基l 化学药剂防腐，是靠防腐荆的毒性抑制微生物的生长，或微 生物吸收防腐剂而被毒死。该法优点是防腐效果好、效果持续时间长，但防腐 4 处理操作复杂，需要有专门的仪器设备，处理成本高，虽防腐剂一般对人和环 境都有不良影响。使用广谱抗燕豹化学保护剂进行防护( 腐) 处理是霉前最通 常的手段。人们愈来愈注意到防腐剂与人类生存和生态环境的关系，高效无毒、 一剂多效的化学防腐剂和生物防治将是今后的发展方向。 董3 。3 处理方法 ( 1 ) 实木 目前，木材防腐处理过程中药剂的处理方法有简易处理和加压处理方法。简 易处理方法包括漫渍处理、喷淋处理、涂霉l 处理、冷热横法及双裁扩散法等。加 压处理方法主要包括高压法及低压法。此外，还包括高低频压法、超高压法、两 段处理法。 ( 2 ) 人造板 人造扳处理主要有两种途径，一是添加化学防腐剂处理；二是通过化学改 性，如提高尺寸稳定性、通过控制材料对水的性质而实现防腐等，以前者为主。 根据防腐剂的特性和不同材料的特点，化学药剂防腐处理主要有以下三种途径： 原料预处理；内嵌式处理( 于单元处理) ；艨期处理( 成品处理) 引。成板处理 与木材防腐处理方法相同，可采用浸渍、浸注及表面涂防腐防霉涂料等。另外， 还可采用热压法，即在板面均匀撒上粉末状药剂，然后在一定条件下热压，使药 剂熔融渗入到板内。该法优点在于克服了加压浸渍时板材的厚度膨胀和强度降 低，僵这种处理多是一次性的，药剂加入量不足。也可在板面涂刷或喷淋液体药 剂，再热压，缺点是易产生板面鼓泡现象。 1 3 4 常用木材防腐剂 能增强木材抵抗菌腐、虫害、海生钻孔动物侵蚀和火灾、风纯、诧学损害 等破坏因素作用的化学药剂，称为木材防腐剂。随着木材防腐工业的发展，一 些传统的木材防腐剂的性能得到不断的提高。在一些防腐剂由于种种原因而被 禁止或限制使用而退出防腐剂市场之前，一大批新一代本材防腐剂已经在防腐 剂市场上出现。 ( 1 ) 防腐剂分类 木材防腐剂可分为油类防腐剂、油载防腐剂和水载防腐剂三大类： 漓类防腐剂 是指注入木材、或表面涂利后能防止木材由生物引起破坏的油类，主要有 煤杂酚油。这类防腐剂的使用有很长的历史，至今仍然是世界上用曩很大的一 类防腐荆，主要用来处理枕木、电杆、海港桩术、木质基础材料等在条件恶劣、 生物败坏严重面对颜色和气昧要求不高的环境孛使用的本材和木制晶。 油载防腐剂 是指一类能溶于有机溶剂中具有防腐作用的化合物，又称有机溶剂防腐 5 剂。这类防腐剂和油类防腐剂不同之处是油类防腐剂本身就含有防腐作用的化 合物，且不需要溶剂，而油载防腐剂则是一种或几种有防腐作用的有机化合物 溶解于有机溶剂中所组成的防腐剂。此类防腐剂主要用来处理细木工、家具等 木材。 水载防腐剂 水载防腐剂是目前世界上应用广泛、种类很多的一类防腐剂。水载防腐剂 一般由具有防腐作用的一种或几种互能配合的盐类或氧化物溶解于水中而组 成，其防腐作用主要依靠其活性成分，但那些非活性成分有时也起着重要的作 用，比如能提高盐类或氧化物在水中的溶解度，对活性成分在木材中的渗透性 和保持量都有一定的影响，甚至会影响活性成分在木材中的持久性。 ( 2 ) 常用种类 到目前为止，最为常用防止木材腐朽的方法还是用化学药剂防腐。当前使 用最多的是水溶性防腐剂，约占防腐剂使用总量的3 4 【l9 1 。水溶性防腐剂主要 有：铜铬砷( c c a ) 、铜铬硼( c c b ) 、氟铬酚砷( f c a p ) 、氨溶砷酸铜( a c a ) 、酸 性铬酸铜( a c c ) 等。这些药剂已经得到了广泛应用，其中c c a 的使用量最大， 约占水溶性防腐剂使用量的6 0 。 目前常用新型防腐剂有以下几类 氨溶烷基胺铜( a c q ) a c q 是美国c s i 公司研制的木材保护剂，通过了美国环保部门的认可， 并进行了标准化工作，列入了a w p a 标准，主要在加拿大、美国等国生产，已 作为新一代木材保护剂投入商业应用。 烷基铵化物( a a c ) 烷基铵化物( a a c ) 是第三级铵盐和第四级铵盐的总称，它对广范围的生物 有效力、对环境的影响小、自然降解性好，处理后的木材外观和加工性能与未 处理材相似，颇有应用潜力，该药剂于19 9 8 年再次列入a w p a 标准p 8 。a a c 作为木材防腐剂为水溶性的，与铜铬砷类防腐剂价格相近，但其抗流失效力较 铜铬砷类防腐剂低。 硼化物 近年来，有关硼化合物的木材防腐剂日益增多。硼盐作为木材防腐剂，对 危害木材的生物具有高毒性同时，但对人畜低毒，且价格经济，已成为一类较 为重要的防腐剂。硼化物处理后的木材表面洁净，无刺激性气味，对人畜和环 境安全，其p h 值接近中性，处理后木材不变色，对力学强度影响较低，便于 着色、油漆和胶合。由于硼化物优点突出，在国内外己被广泛使用。但它单独 使用时，很容易流失，处理后尺寸不稳定。人们一般在硼化物防腐剂中加入一 些助剂来帮助硼固着在木材上，这些助剂大多为一些高分子单体和聚合物，如 用乙烯单体、聚乙二醇和脲醛预缩液、高沸点树脂等，复配能提高硼的固着性 能，抑制硼的流失，并对木材的其它性能也有一定的改善。还有用一些天然物 6 ( 蛋自旗) 和植物提取物( 如类黄酮单宁) 使硼酸部分固定于木材上，提高了 硼在木材孛的持久性【2 弧2 赘。遣有采雳篱单的物理方法，仅在木材表面涂上树艏、 石蜡、醇酸树脂漆等防水剂，以防止或减少硼化物的流失。 二甲基二硫代氯基甲酸铜( c d d c ) 二甲基二硫代氮基甲酸钢( e d d c ) 是通过先用乙醇胺钢或硫酸镧处理， 接着再耀二甲基二硫代氨基甲酸钠( s d d c ) 进行双重处理后，通过配位薅交 换与木材组分相互作用，在木材中形成的不溶于水的螯合物，在这种螫合物中， 铜与s d d c 摩尔比为1 ：2 。 酉菌清f e t 酉菌清( 2 ，4 ，5 ，6 霞氯董，3 苯二腈，e ，r l ) 是一种广泛使震的农焉广谱 杀菌剂。2 0 世纪7 0 年代末期，为寻求油溶性木材防腐剂杂酚油( c r e o s o t e ) 、 五氯酚( p c p ) 的替代品，开始了对百菌清用于木材防腐的研究。百蔺清乳剂 防治菜些本材真菌的效果较其它裁壅努，对哺乳动物不会导致基因突变，笺与 土壤颗被结合而难溶于水，不污染水环境，也不会在土壤中积累。它对控制担 子菌、囱蚁和海生钻孔动物具有良好的效果。在英国，百菌清被认为是电杆防 腐的首选药剂。近年来，百菌清制剂广泛用于防止木材霉菌、变色茵、术腐菌、 栖叁蚁及毒关处理工艺舔究。匿蓠，我国己能生产酉蔼清，毽良于成本等原 因，作为木材防腐剂应用尚不多1 2 4 艺懿。 有机碘化物 早在2 0 世纪八十年代鄂有采用3 碘代2 。丙炔基甲氨酸丁酯( 1 p 8 c ) 作为 防腐剂处理实本和复合材瓣，并于l 势寒年再次穆订捌入a w p 鑫标准p 8 。蠢翦， i p b c 油溶性配方主簧用于浸渍细木工材。在美国的海滨城市夏威夷，采用i p b c 和毒死蜱联合处理了包括细木工配件、层腥板、胶合梁等。结果表明在恶劣的 曝露条件下，经i p b e 毒死蜱联合处理囊，本材具有良好的抗腐朽和昆虫的侵 害信用。王p b c 近期的研究集中予程其它药裁复合使用，作舞与土壤接触酶木 材防腐剂。 1 3 。5 生产和研究现状 ( 1 ) 国杰 实术防腐防霉 我国的木材防腐工业经过建国后几十年的发展，已具备一定的生产规模，但 与发达国家褶毙，仍存在缀大差距。翔2 0 0 5 年是壹，我毽有本材防腐处理厂或 车闻避2 家，其中不到5 的防腐处理生产规模超过每年l 万燃3 ，约5 的 生产规模为每年防腐处理o 5 万m 3 ，而9 0 的生产规模为每年防腐处理5 千m i 以下，每年防腐处理总量不到1 0 0 万m 3 ( 包括枕木、电杆、橡胶木、集装箱 底板、户矫匿裤景麓本材) ，丽近l o 年莺外防腐发达国家翁本材防腐企监，生 产规模般超过每年lo 万m 3 。近l0 年来，我国防腐处理枕木和电杆约3 0 0 万m 3 ，由于枕木使用年限的延长，节约木材10 0 0 万i n 3 以上；橡胶木的防腐 7 处理量约2 0 0 万m 3 ，节约木材6 0 0 万m 3 以上；加上古建筑、集装箱、坑木、 园林景观等的木材防腐处理量，近l o 年来总计节约木材2 0 0 0 万m 3 以上，为 我匡的经济建设和保护森林资源 乍出了一定的贡献疆缸z 玎。 现在防真菌处理材主要是室外用材。包括园林用材，集装箱用材等。随着 木结构建筑的兴起，防真菌处理材的需求也在不断增加。木结构建筑作为一种 建筑形式，在古代就已经出现。近年来随着人们对住宅要求的不断提离，木结 构房屋又越来越受到入们的重视。因为其可提高屠住质量，克服砖瓦造成的对 土地的侵蚀及耗能问题，利于生态资源的保护及林业的可持续发展，因而木结 构住宅及防腐处理的木材具有较大的推广潜力。最近，建设部在制定的“木结 构工程施工规范”、“术结构工程施工质量验收规范 中，对木结构构件的防腐 作了新的规定，对防腐木材在建筑上的应用及中国木材防腐工业的发展起了一 定的促进作用。 但总体上来说，我国在木材防腐方面的基础研究较为薄弱，全社会对木材 防腐的基础知识还是比较缺乏，来弓| 起全社会对木材防腐的重视。从防腐材所 占木材总消耗量的百分比看，新两兰占4 3 ，英国占2 0 ，美国占l5 6 ，我 国小于1 。国内木材防腐产业的规模较小，防腐材用途较窄，未能在建筑领域 大量应用。一些高毒防腐剂，特别是国际上已被禁止使用或限制使用的防腐 剂，如嵩毒、对环境葶羹地、水资源等具有破坏力的c c a 、防腐油、五氯酚 等，仍在我国使用。 人造板防真菌处理 我国灏前防腐处理对象主要是实木，国内关于人造板防真菌方面的研究主 要集中在地板、纤维板、j 木质材料人造扳的防霉研究，餐未见更多有关报道。 而定向刨花板防腐防霉技术的研究还暂时未见有报道。目前国内在这一领域的 研究还基本处于空白阶段【2 弘3 u j 。 ( 2 ) 国外 世界上木材工业发达的国家较早开展木材防腐研究并取得了大量的成绩， 目前木材防腐应用比较普遍。如美国每年木材防腐处理量为18 0 0 万2o o o 万m 3 ，芬兰、新西兰每年木材防腐处理量相当，约为2 7 0 万m 3 ，英囡每年术 材防腐处理量为2 3 0 万m 3 。环境友善的防腐荆，如以铜为基础无铬、砷低毒 水溶性防腐剂在国外建材业正得到广泛应用。目前国外的研究主要集中在以下 几个方面： 败坏木材微生物分子的生物学研究 包括术材鹰朽菌、变色菌基因图谱分析，木材腐朽与变色的生物防治、各 种酶在木材保护和木材工业中的应用研究，为新型木材防腐剂的研发提供基础 和依据。法国、美国将建立木材腐朽菌的基因数据库用于腐朽菌的鉴定和分类， 英国对木誊孝的腐朽菌和蓝变菌的侵入途径和方式研究较多。加拿大开展了木材 蓝变菌的生物防治的研究，筛选出防蓝变菌的菌种，美国在废弃的c c a 木材处 8 理方瑟，利曩本材真蔼分解c c a 材，培育筛选出适宣真菌菌种，并研究其生 耪籍性旌1 3 【3 h 。 新型木材防腐荆的研发 包括木材天然产物的成分研究以及天然防腐剂的筛选研究。波兰近年来针 对本材瘸朽菌进行会藏开发了耨墼本材防腐剂。为提高硼在木材中熬鋈羞性 戆，美匿、匿本等因对硼诧耪酶分子式进行了深入研究，希望弄清箕作用枫理， 尽快用于室外材的防真菌处理。美国许多公司申请了这方面的专利f 3 2 】。 木材防腐剂环境影响评价与废弃c c a 处理无害化研究 嚣葱e c a 对环境具有潜在豹危害，近年来国乡 花费较大的精力研究废弃 的c c a 木材无害纯处理。例如焚烧和重金属回收，c c a 环境影噙的评估，特 别是与地接触时候环境影响的评估。研究表明，c c a 处理材对人是否有直接 危害现在还很有争议，但从土壤中的流失和废弃物的处理方面考虑，其对环境 静潜在危害已经得到公试鲳】。 本材防腐标准体系建立 术材密度结构、组成成份、抽提物与术材的天然耐久性有着密切的关系， 木材自身的天然耐久性、渗透性和使用环境，是决定防腐处理时候合理吸药量 透入度豹重要因素。美雷木材防腐者耱会制定的本材防腐裁帮防腐本材标准， 针对不同的树种木制品使用条件防腐剂都有详细的防腐吸药量标准要求，以及 防腐剂的分析方法【”j 。 工程术结构构件翱木质人造板的防腐技术研究 除了对实泰进行防腐处理以外，藿井对于使用在塞外、或温润溢暖地带的 木质材料的防腐性能的研究也正在进行，如美国最近几年以来正在开展了结构 用木质材料，胶合板、定向刨花板等工程术材产品的防腐研究。目前人造板防 腐防霉研究主要集中在以下几个方面：根据人造板的用途，研究容翳受到哪些 真菌的危害；摄据防腐防霉对象的材料是什么，是整板、单板、还是剑花碎料 或木纤维，或对胶粘剂、树脂进行处理，防腐药剂对胶粘剂和树脂的影响如何； 怎样进行试验，如试件的尺寸、预处理、气相或液相处理。 缀多国家本结构建筑中使爝豹是胶合叛、l 、集成材，防腐时般参照 本材鹣标准。在北美、澳大剩照、欧洲都有比较详细的防腐裁和载药量技术标 准。北荧胶合板所使用的木材防腐剂与板材和原木桩基本相同。o s b 在北美大 量作为建筑材料使用，尤其容易受到虫菌等的危害，而且由于长期在室外使用 也存在结构稳定性辩避题。所数0 s b 豹霉变、腐朽、虫害帮含水率交纯辱| 起 的性熊下降阎题都是研究酶热点。例如，o s b 保护技术开发的研究成果就有使 用抗生物降解和高湿度环境下防水处理的0 s b 产品。它是使用硼酸盐类或者 铜类防腐剂或其他环境友好型方法处理的o s b 。这种产品具有杀虫、杀菌等性 笼筘孓罗h 。进舞，0 s b 游霉、防腐板应蔫和工艺改良也是关注之点，这方瑟也 出了研究成果p 争钉j 。 9 1 3 6 人造板防真菌处理技术特点 与实本构徉防腐防霉处理不溺，人造板的老瑟工过程，使得防瘸防霉处理在 材料生产过程中完成成为可能。人造板的生产过程中是依靠胶粘剂胶合的，添 加防腐成分或是使用化学药剂改性的单元可能大大影响到产品的性能，并通常 要求生产过程的调整或改变。与实木处理技术相比较，主要区别如下： ( 1 ) 防腐药剂的选择 性状：固体或是液体，是否水溶，这关系到如何选择一种适合方式添加的 药剂； 性麓是否稳定：大郝分人造叛需要经过单元高温干燥然后高温高压胶糙剂 固化的过程，如若在这一过程中，防腐剂受热、受压或化学稳定性差而活 性成分分解，则无法为成品提供保护； 胶的种类与胶粘剂相容：胶粘剂是否良好固化，直接关系到材料的各方面 性能。人造扳生产常用的有机合成树脂胶有酚醛树脂、脲醛树脂以及异氰 酸酯等，不同的胶粘剂固化条件要求不同，但只要有任何妨碍胶围化的因 素存在，就难以胶合或是满足材性的要求，所以选择的防腐剂一定要与胶 粘剂有好的相容性； 工艺性好，易于添加到复合材料加工过程域处理产品中； 对材料性能无不利影响：不能以牺牲材料性能来换取防腐防霉效力。 ( 2 ) 处理技术要求 人造扳是由连续( 单板类) 或不连续纤维( 刨花纤维) 组成的多层结构， 依靠胶合多层成为整体，如胶合不佳或胶合破坏，层间失效，材料强度将损失 乃至丧失。 如若在生产过程中通过对单元处理实现防腐，则防腐剂或处理技术不能影 响割扳工艺过程；如若对产品进行后期处理，应避免弓| 起胶合破坏，藏导致成 品厚度膨胀而间接破坏胶合，或浸渍再干燥导致产品性能下降，并增加生产工 序。 ( 3 ) 处理方法 人造板防真菌败坏可以选择更多种处理方法。 浸渍刨花 将液体或粉末状药剂与湿刨花混合，由于浓度梯度的作用，使药剂渗入到 刨花中。液体药裁也可黑浸渍、喷洒方法处理。该方法有药剂不影响刨花板终 含水率、加入药剂量大且均匀；假药剂在刨花干燥时产生热解，降低药剂的效 果；增加了干燥机负荷；需要增设一个湿刨花贮存库，使药剂有足够的时间渗 入；刨花吸收药量不易控制，药液易造成环境污染。 施胶过程中麴药剂 所用药剂可以是液体或粉末状，可以直接加入胶中，制成抗真菌败坏型胶 1 0 糕荆；或者在搅拌机串边搅拌边施胶。僵值得注意的是所有药剂与胶有良好的 穗容性，不能影畴胶的露纯条锋及胶帮强度。该法篱单，易行，投资少，分毒 均匀；但增加板坯水分，影响热压工艺；有时药剂的酸碱性影响胶固化。 在铺装过程中加药剂 萁优点在于可避免砂光时造成熬药裁损失，使臻少量的药剂就可以达到最 好酶酶真蓥效果。拽外，药裁的p h 对胶斡影响不大。一般刨花板有表、芯层 之分，根据应用的场合不同，对药剂要求不同。因此，要求不高时，可只在表 层涂加药剂，否则表、芯层都要加药剂。 对予其毽入造板，胶合扳可通过单板的浸渍处理，或者药裁加到胶孛方法 来处理。对单板的喷涂处理，药帮可采用液体或乳滚状均可，不存在处理剩余 液问题，可减少环境污染，但需要增添特殊的喷涂设备。另外，也可根据使用 条件进行表、芯层处理，或只进行表层处理等。而纤维板在于法和半干法纤维 板生产工艺孛，添加方法与割花板酌穗儆。两湿法生产最好选用与纤维起反应 的或能圈定在纤维上的药剂，以免成型、热压时药裁隧水流失。一种耀湿法生 产耐火、耐腐朽纤维板的方法，是在浆料中加入水玻璃溶液，使纤维润涨后再 加入磷酸氢二铵，使水玻璃沉淀在纤维上，然后再打磨、成型、热压制板。 1 4 研究目的、意义和内容 l 。4 。l 毽的 ， 本研究根据我蓬定向刨花蔽酶发震稻人造板的防腐现状，结合江苏本材工 业、杨树产业的实际情况，选择防真菌杨术定向刨花极为研究对象，拟借助木 材防腐、防霉的研究成果，进行定向刨花板的防腐和防霉的研究，通过考察防 腐裁添鸯羹对胶粘剂、餐花援工艺和教材性麓的影噙，以及防瘸处理蜃板材熬抗 腐朽、抗霉交熊力评价，筛选出合适的杨本定向刨花投耀的防腐、防霉剂，系 统研究防真菌杨木定向刨花板的工艺和性能，以期最终研发防真菌的杨木0 s b 产品。 1 4 。2 意义 o s l 3 i 在具有众多优点的同时也不可避免的具有木质材料的基本不足，尤其 是考虑劐其使用环境，这种不足又显得更加严重，尤其在耐真菌败坏方蘑，很 多条件下限翱了使用。虽然0 s b 制 乍过程中的添翔胶粘裁等材料会在一定程 度上对其起到保护作用，但这也只是辅助作用，没有从根