新型防腐剂对橡胶木材防腐性能探究及展望

随着公众环保意识的提升和全球木材需求的增长,开发新型环保且高效的橡胶木材防腐剂成为研究热点。本文探讨了新型防腐剂在橡胶木材保护中的应用,涵盖了天然防腐剂、化学合成防腐剂、基于纳米技术的防腐剂和生物技术基防腐剂。研究表明,这些新型防腐剂能有效提高木材的耐腐蚀性和持久性,同时强调了选择防腐剂时需考虑其环境友好性和可持续性。未来研究应关注低环境影响、高效能防腐剂的开发,以及防腐剂在实际应用中的长期效果。

环唑醇及氟环唑处理材的野外耐久性能评价

【目的】探究氟环唑(EPO)、环唑醇(Cy)、铜胺(氨)环唑醇(CuCy)等制剂处理材的野外耐久性能,确定各制剂在户外与土壤接触(C4.1)时的推荐使用或标准载药量,为该类防腐剂处理质量标准的制定及其实际应用提供依据。【方法】制备稳定的Cy和EPO水溶性微乳液,以马尾松和辐射松为试验材料,采用真空加压处理工艺,依据《木材防腐剂性能评估的野外埋地试验方法》(GB/T 27655—2011),将Cy、EPO和CuCy制剂处理试样进行埋地测试,每年记录并计算处理材的耐腐朽和抗白蚁蛀蚀完好指数,确定其耐腐朽和防白蚁性能。【结果】在木材腐朽中等危害区域(Z2)北京试验场,载药量≥0.049 kg·m^(-3)Cy和载药量≥0.047 kg·m^(-3)EPO处理材7年后耐腐朽完好指数≥9.0,耐腐朽性能良好;载药量1.60~3.20 kg·m^(-3)CuCy处理的马尾松和载药量1.40~3.04 kg·m^(-3)CuCy处理的辐射松11年后耐腐朽完好指数全部为10,耐腐朽性能较好,CuCy处理材耐腐朽性能与铜/戊唑醇/丙环唑(CuPT)相当。在木材腐朽白蚁严重危害区域(Z4)广州试验场,载药量1.97~2.80 kg·m^(-3)CuCy处理的马尾松11年后耐腐朽完好指数≥9.78,其中载药量2.80 kg·m^(-3)CuCy处理材11年后抗白蚁蛀蚀完好指数为7.15。【结论 】在Z2区域C4.1使用时,CuCy处理材载药量≥1.60 kg·m^(-3)可确保耐腐朽性能;在Z4区域C4.1使用时,CuCy处理材载药量≥2.80 kg·m^(-3)可确保耐腐朽和防白蚁性能。在Z2区域C4.1使用环境,不含铜Cy和EPO处理材的耐腐性能较戊唑醇/丙环唑高效;在Z2及Z4区域C4.1使用环境,当载药量等量时,CuCy处理材的耐久性能与CuPT相当。

绿木霉NY45对木材腐朽菌的抑制作用及机理研究

为探索木材生物防腐,以绿木霉(Trichoderma virens,NY45株系)为对象,研究其对木材白腐菌彩绒栓菌(Trametes versicolor,Tv)及褐腐菌密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum,Gt)的抑制效果并探索抑制机理。结果表明:NY45对两种腐朽菌均有明显的抑制作用,经NY45孢子液处理的毛白杨木材,其耐腐等级从IV级(不耐腐)提升到I级(强耐腐);NY45生长速度远快于木材腐朽菌,可以迅速抢占空间和竞争营养,并能寄生、覆盖、消解木材腐朽菌菌丝,其易挥发性物质对Tv和Gt抑制率分别为18.55%和45.69%,难挥发性代谢产物对两种木材腐朽菌的抑制率均超过90%。NY45有潜力作为木材腐朽生物防治菌进一步开发利用。

木质素氧化酶系高产复合真菌培养体系构建

【目的】通过菌株初筛、单因素培养条件比较以及复合真菌培养体系下木质素氧化酶系酶活性的变化规律研究,获取最优产酶效率培养体系,为生物制浆预处理提供基础和科学依据。【方法】采集颐和园树木上的真菌子实体作为菌种来源,通过生长速度和愈创木酚培养基初筛得到生长快且漆酶活性高的白腐菌菌株,测定菌株木质素氧化酶系漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的分泌规律。基于单因素试验探究不同碳源、氮源、pH、添加剂、金属离子、温度等条件对菌株分泌木质素氧化酶系的影响,根据产酶规律选择不同菌株构建1∶1复合真菌培养体系,分析其产酶规律和产酶效率。【结果】初筛得到1株生长快速、高漆酶活性的菌株,经鉴定为白腐菌粗毛栓孔菌(Trametes hirsute)。单因素试验结果显示,葡萄糖和酵母浸粉分别是T.hirsute产酶的最优碳源和氮源;单独添加Cu^(2+)的产酶效率优于同时添加Cu^(2+)和Mn^(2+),产酶量随金属离子浓度增大呈先升后降趋势,0.25 mmol·L^(-1)Cu^(2+)添加效果最佳;产酶量随温度升高也呈先升后降趋势,在38℃、pH=6.5且添加0.5 mmol·L^(-1)藜芦醇和0.5 mmol·L^(-1)对苯二胺条件下对T.hirsute产酶均有促进作用。在培养条件优化基础上,构建T.hirsute与密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)复合真菌培养体系,其产酶能力进一步提高,该体系的木质素氧化酶系3种酶最大总产酶量达1505.81 U·L^(-1),相比对照组提升约63.61%,其中漆酶活性相比对照组提高84.37%,且提前1天达到产酶峰值。【结论】通过初筛获取高漆酶活性白腐菌株T.hirsute,优化产酶条件可显著提升其木质素氧化酶系产酶量,在培养条件优化基础上构建的T.hirsute与G.trabeum复合真菌培养体系能够进一步提升其产酶能力,并促使漆酶提前1天达到产酶峰值,在生物预处理方面展现出巨大应用潜力。

IPBC在溶液及处理材中的紫外光降解特性

研究3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(3-iodo-2-propynyl butylcarbamate,IPBC)在不同溶液及木材中的紫外光(ultraviolet,UV)降解特性。采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)探讨紫外光波长、辐照强度、溶剂种类、IPBC初始质量浓度和辐照时间对溶液中IPBC紫外光降解性能的影响,以及温度和初始含水率对木材中IPBC紫外光降解性能的影响,最后采用超高效液相色谱-串联质谱法(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLCMS/MS)鉴定IPBC在正己烷中的紫外光降解产物。结果表明,随着紫外光波长的减小、辐照强度的增加以及辐照时间的延长,IPBC的保留率降低;IPBC在不同溶剂中的紫外光降解速率依次为正己烷>甲醇>水;IPBC的紫外光降解符合一阶动力学反应模型(R2>0.99)。升高温度和增加试样初始含水率均可促进IPBC在木材中的紫外光降解。分离鉴定出的8种IPBC在正己烷溶液中的紫外光降解产物,为后续探究处理材在户外应用时IPBC的紫外光降解提供理论依据。

改良溶胶凝胶法处理铜基防腐木改性研究

目的 以溶胶凝胶法为基础进行改良,通过温和改性铜基防腐木,从而提高防腐木中铜基防腐剂有效成分的性能。方法 以杨木为研究对象,选取正硅酸乙酯作为溶胶凝胶反应的前驱体,探究直接浸渍和原位固定2种溶胶凝胶方法分别对ACQ防腐剂和CA防腐剂浸渍后的试件性能的影响。结果 2种溶胶凝胶方法均可在杨木的导管中形成二氧化硅网状结构,进而使防腐剂中铜离子的固着率提高2%~9%。结论 通过接触角、热重和防霉等性能测试的结果可知,2种溶胶凝胶法均能提高木材的疏水性、热稳定性和防霉性能,具有较好的改性效果。

ACQ对尾巨桉表面颜色及耐腐性能的影响研究

研究了氨溶性季铵铜(ACQ)防腐剂对尾巨桉表面颜色及防腐性能的影响。结果表明:经ACQ浸渍后,尾巨桉木材的明度L^(*)、红绿轴色品指数a^(*)、黄蓝轴色品指数b^(*)和色度值C均显著降低。经浓度为2%、4%和8%的ACQ浸渍处理后,尾巨桉对绵腐卧孔菌(PV)均达到了Ⅰ级耐腐水平。经8%的ACQ浸渍处理后,尾巨桉对彩绒革盖菌(CV)也达到Ⅰ级耐腐水平。SEM测试进一步确认了较高浓度的ACQ更有利于提高尾巨桉的耐腐性。FT-IR结果表明,ACQ与尾巨桉木材中的木质素和半纤维素发生了结合。该研究对尾巨桉的耐腐性改良具有重要意义。

三种古建筑常用阔叶树材耐腐性及防腐可处理性研究

杨木、榆木和槐木是我国古建筑常用阔叶树材,进一步了解其耐腐性能和防腐可处理性能,可为古建筑木结构防腐处理和修缮保护提供参考。本研究选择槐木(Styphnolobium japonica)、榆木(Ulmus pumila)和大青杨(Populus ussuriensis)三种木材,首先测定其天然耐腐等级,然后通过铜唑防腐剂的载药量和横截面渗透情况来评价木材的防腐可处理性,并测试防腐处理材的耐腐性能,最后对比分析三种木材的孔隙结构特征与防腐可处理性之间的联系。结果表明:大青杨最容易被处理,榆木次之,槐木最难处理。其中,槐木为Ⅰ级强耐腐木材,榆木和大青杨分别为Ⅲ级稍耐腐和IV级不耐腐木材,古建筑中替换杨木和榆木构件需要进行防腐处理来提高耐腐性能,且其经过铜唑防腐处理后均可达到强耐腐等级。三种木材的孔隙结构和防腐可处理性结果分析显示:木材中介孔难以被铜唑防腐剂渗透,且孔径在大孔范围分布越大、所占比例越高的木材,其防腐可处理性越强。

香樟提取物抑菌防腐的研究现状与展望

香樟在南方分布广泛,其提取物具有抑菌防腐的作用。本文总结了香樟提取物抑菌防腐的研究现状,分析了香樟提取物对木材腐朽菌的蛋白质表达差异和信号通路等,以全面认识香樟提取物的抑菌防腐机制,满足木材防腐保护的现实需要,加快相关植物源防腐剂产品的研发、应用及推广。

醚菌酯高效液相色谱分析方法及其防腐材抗流失性能研究

采用紫外检测器及C18反相色谱柱,优化得到分析醚菌酯的色谱条件:V(甲醇)∶V(水)=85∶15为流动相,流速0.8 mL/min,检测波长220 nm。醚菌酯的质量浓度在5~100 mg/L范围内时,标准曲线决定系数为0.9997,线性相关性显著;分析样品的变异系数为0.55%,样品的回收率为99.6%~101.5%。抗流失试验结果表明:醚菌酯防腐工作液的质量分数为0.04%、0.08%和0.16%时,马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)处理材的流失率分别在4.7%~7.5%和3.2%~6.9%之间,低于107杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)处理材(11.5%~18.4%)。3种处理材的流失率均在20%以下,抗流失性较好。乙醇溶解醚菌酯处理材的流失率稍高于水基化制剂处理材的流失率,因此将醚菌酯制备成水基化制剂可用于户外处理木材及其制品。

不同处理方法对尾巨桉表面视觉性质及防腐性能的影响

选用桐油和硅酸钠浸渍或涂饰处理的尾巨桉为试样,分析试样浸渍或涂饰前后表面色差及耐腐性能变化。结果表明:尾巨桉试样经浸渍或涂饰处理后明度L*、红绿轴色品指数a*和黄蓝轴色品指数b*均显著降低;硅酸钠对尾巨桉颜色的影响大于桐油,经硅酸钠浸渍尾巨桉试样的总色差ΔE*最大,且硅酸钠浸渍处理的色差变化大于涂饰处理,而桐油涂饰处理大于浸渍处理;经浸渍或涂饰的尾巨桉试样被绵腐卧孔菌(PV)侵染后质量损失率明显下降,涂饰桐油、浸渍或涂饰硅酸钠的尾巨桉对PV菌的耐腐程度达到Ⅱ级,而浸渍桐油达到了Ⅰ级。浸渍处理增大了桐油含量,耐腐能力增强。处理的尾巨桉耐腐效果,桐油优于硅酸钠,浸渍优于涂饰。

壳聚糖在木材防腐中的应用

壳聚糖是在虾、蟹等甲壳类动物中提取的一种天然高分子多糖,具有来源广泛、绿色低毒等优点,是一种颇有潜在应用价值的环保型木材防腐剂。本文从壳聚糖对木材防腐剂的固着、对木腐菌的抑制、及其在木材防腐上的应用这三个方面进行阐述,归纳总结了单一壳聚糖、复合壳聚糖以及纳米壳聚糖对木材腐朽菌的抑制作用,展望了壳聚糖在木材防腐的发展趋势,以期推动壳聚糖在木材防腐领域中的应用和发展。

古建筑木材内部腐朽状况阻力仪检测结果的定量分析

为了探讨应用阻力仪检测方法定量评估古建筑木材材质状况的方法和途径,该文以故宫武英殿维修时替换下来的局部腐朽的5根落叶松旧木构件加工的319个试件为材料,用目测法将试件划分为未腐朽及4个腐朽等级,共5个等级,测定了试件的气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度,并对抗弯强度试件进行了阻力仪检测.应用统计学方法分析了阻力仪检测值与气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度之间的相关关系,用其中的284组数据建立了阻力仪检测值与木材物理力学性质间的线性回归分析模型,并用剩余的35个样本的检测值进行了模型验证.结果表明,随着腐朽程度的加深,木材密度、抗弯强度、顺纹抗压强度及阻力仪检测值均显著降低,5个腐朽等级间差异显著;木材达到"3"级腐朽时,4项指标分别降低为未腐朽材的24%、42%、76%和71%.阻力仪检测值与气干密度、抗弯强度和顺纹抗压强度之间均在0.01水平表现为极显著的线性相关关系,其中与密度的相关关系最大.对建立的线性回归模型进行的模型验证结果表明,模型预测值与实测值具有高度的一致性,两者在0.05和0.01水平上差异均不显著.

木、竹、藤材的变色防治

对木材变色的机理、类型、成分和影响因素,木材变色的预防和消除以及生物防治等研究的最新成果进行了概括总结,综合论述了木材、竹材和藤材的变色防治研究现状,得出以下几点结论:(1)低毒或无毒、高效、多功能的防变色剂的研制开发仍是木材工业变色防治研究的重要研究方向。(2)开展色变脱除,恢复已变色材原有颜色和价值方面的研究很有必要。(3)以菌治菌的生物防治,污染小,成本低,应加强其理论研究和实践应用。(4)通过热处理或光辐射等手段,诱导木、竹、藤材变色,进行调色处理,将成为新的研究方向。(5)与木材相比,竹材、藤材变色的研究落后,尤其是藤材变色,应得到进一步加强。

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。

环保型防霉剂处理竹材的防霉效果

采用5种竹木防霉剂对水竹Phyllostachys heteroclada,毛竹Phyllostachys pubescens,茶秆竹Pseudosasa ama-bilis进行了防霉试验研究。结果表明:随着时间的增加,防霉剂对竹材的防霉效果逐渐减弱。防霉剂的质量分数增大,处理材的载药量随着增大,其对应试样的防霉效果随着增强。不同防霉剂,对竹材表现出不同的防霉效果,竹材处理试样的防霉效果从强到弱分别是茶秆竹、毛竹和水竹。在第8～12周时,SMR,UD和PCP-Na防霉效果好于其他2种。但从防霉剂在6个月的防治效力来看,环保型防霉剂SMR处理竹材在6个月后的防霉效果与PCP-Na防霉剂的防治效力相当。

高温热改性橡胶木的生物耐久性

以水蒸气作为保护气体,在170,185,200和215℃的条件下分别热处理橡胶木3h,对热改性橡胶木的生物耐久性进行研究。结果显示:高温热改性可提高橡胶木的耐腐性,其改善效果随着处理温度的升高而提高,当处理温度为185℃或更低温度时,改善效果不明显。215℃处理3h后,褐腐(密黏褶菌)质量损失率由51.6%降至21.6%,白腐(采绒革盖菌)质量损失率由27.6%降至6.8%。选用烟曲霉、哈茨木霉、产紫青霉和可可球二孢进行防霉试验,结果显示热改性橡胶木的防霉性能与对照相比没有明显的改善;经涂饰后,热改性试材的防霉性能优于未处理材。野外耐久性试验结果显示,高温热改性不能提高橡胶木的防白蚁性能。

古建筑旧木材腐朽状况皮罗钉检测结果的定量分析

以故宫武英殿维修时替换下来的局部腐朽的落叶松、软木松旧木构件为材料,用目测法将试材划分为未腐朽及4级腐朽,共5个等级,对不同腐朽等级木材进行皮罗钉径向、弦向检测后,测定木材密度。应用统计学方法分析密度与皮罗钉径向、弦向打入深度间的关系,建立木材密度与皮罗钉打入深度的回归模型,以探讨应用皮罗钉检测方法定量评估古建筑木材材质状况的方法和途径。结果表明:随着木材腐朽程度的加深,木材密度降低,径向、弦向打入深度显著加大,各腐朽等级间差异极显著。2个树种因腐朽引起的密度及径向和弦向打入深度变化趋势表现出高度的一致性,达到"4"级腐朽时,与未腐朽材相比,密度降低20%左右,径向和弦向打入深度增加110%～136%;皮罗钉径向打入深度与弦向打入深度之间存在极显著的线性函数关系,密度与皮罗钉弦向打入深度及径向打入深度之间均存在着极显著的幂函数关系,决定系数均在0.01水平显著(P<0.01);落叶松和软木松密度与弦向打入深度的相关系数分别为-0.67和-0.76,均大于密度与径向打入深度的相关系数-0.55和-0.69。

竹醋液及竹醋液复配制剂对木材霉菌的抑菌性

为拓宽竹醋液的用途以及开发高效低毒型竹木材保护剂,进行了竹醋原液以及竹醋液复配制剂对3种常见木材霉菌(黑曲霉Aspergillus niger,绿色木霉Trichoderma viride和橘青霉Penicillium citrinum)的抑菌性研究。结果表明:①竹醋液原液对3种木材霉菌抑菌率为99%,对木材霉菌具有直接灭杀作用,杀菌最高稀释倍数10倍。②滤纸抑菌圈试验证明,复配有效成分制成的PW1,PW2和PW3竹醋液复配制剂对木材霉菌抑菌性能比竹醋液原液明显增强,对黑曲霉、绿色木霉和橘青霉抑菌圈直径(试验第2天),竹醋原液全为0mm,PW1为18,29和17mm;PW2为23,32和20mm;PW3为19,28和16 mm。PW2对3种木材霉菌抑菌效果最强,其次是PW1,最弱是PW3。③在3种木材霉菌中,竹醋液复配制剂对绿色木霉菌抑制作用最强。

木材防腐剂的研究进展

综述了当前国内外木材防腐剂应用状况 ,介绍目前新型、低毒、高效木材防腐剂的研究和应用开发进展。以保护环境 ,坚持可持续发展为前提 ,探讨了 2