光輻射染色木材變色規(guī)律及化學(xué)組分結(jié)構(gòu)變化

木材變色和腐朽的成因 摘要:木材因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)因素和受自然因素的影響會(huì)出現(xiàn)變色和 腐朽。本文簡要分析了木材變色和腐朽的成因。 關(guān)鍵詞:木材變色腐朽成因 木材是樹木砍伐后,經(jīng)初步加工,可供建筑及制造器物用的材料, 是一種重要的天然材料。但由于木材具有其自然獨(dú)特的優(yōu)良特性,在 建筑工程尤其是裝飾領(lǐng)域中,始終保持著重要的地位。然而木材因?yàn)?自身結(jié)構(gòu)因素和受自然因素的影響會(huì)出現(xiàn)變色和腐朽等現(xiàn)象,直接影 響建筑工程質(zhì)量或者裝飾效果。 1引起木材變色的主要成因 1.1木材改變顏色 木材改變顏色就是受環(huán)境的影響(比如太陽光照射、水的侵蝕、 溫度和濕度)和微生物(主要是真菌)的作用,使得木材表面顏色發(fā)生了 不同程度的變化。采伐后的原木和加工后的木制品受環(huán)境和微生物的 作用,都可能發(fā)生顏色的改變。采伐后的原木端頭和不完好樹皮下是 最容易發(fā)生顏色改變的部位。加工后木材,由

木材因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)因素和受自然因素的影響會(huì)出現(xiàn)變色和腐朽。本文簡要分析了木材變色和腐朽的成因。

由于木材變色已給木材工業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,有效地保護(hù)木材,提高它的利用率就變得更加重要。本文對(duì)由長喙殼和其他真菌引起的木材變色,變色機(jī)理,為害,對(duì)木材性質(zhì)的影響,以及我國主要木材變色病的研究進(jìn)行了概述。

以十二醇和十四醇及兩者混合物為溶劑,與隱色劑熱敏紅、顯色劑雙酚a混合配制著色系統(tǒng),制備有機(jī)溫致變色木材,并測(cè)試其色度學(xué)參數(shù)及溶劑熔點(diǎn),以確定溶劑熔點(diǎn)與木材變色性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明:以不同有機(jī)醇為溶劑的溫致變色木材的變色性能存在差異;選擇低熔點(diǎn)的溶劑,能獲得低溫溫致變色木材。

木材變色現(xiàn)象是十分普遍的,在生長期間的活立木和采伐后的原木,經(jīng)過加工的板材、方材,以及在加工干燥和使用期間的木材,常常都會(huì)在其表面或內(nèi)部發(fā)生各種變色。不但影響了木材的美觀,而且有的木材變色后硬度加強(qiáng),質(zhì)地變脆,從而降低了木材的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,在林業(yè)生產(chǎn)中加強(qiáng)對(duì)木材變色的認(rèn)識(shí)和防治是非常必要的。

[目的]篩選對(duì)木材變色菌生長具有較好抑制作用的化學(xué)殺菌劑。[方法]采用抑菌圈法測(cè)定9種化學(xué)藥劑、14種復(fù)合配方對(duì)5種木材變色菌抑菌能力。[結(jié)果]9種藥劑中,cbz和me-tbz單獨(dú)使用對(duì)變色菌的抑菌效果最明顯,大部分復(fù)配藥劑提高了抑菌能力。[結(jié)論]復(fù)配藥劑的抑菌效果明顯好于單獨(dú)使用的藥劑。

木材變化是由各種生物的、物理的或化學(xué)的因素導(dǎo)致木材固有顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象。本文主要對(duì)幾種常見的防治木材變色方法進(jìn)行分析。

本文對(duì)霉菌和藍(lán)變菌侵染木材所引起的變色作了esr研究。結(jié)果表明變色木材的色素來自真菌的色素基團(tuán),具有很強(qiáng)的和穩(wěn)定的e8r信號(hào),并會(huì)淹沒木材的其他自由基信號(hào),g值為2.0040±0.0002,屬于洛侖茲線型和均勻增寬線型。這種色素與自由基含量之間有相關(guān)性,并同蛋白質(zhì)相締合。這種色素具有生物黑色素的所有特征。因此木材受霉菌和藍(lán)變菌侵染而變黑是由真菌分泌的黑色素所產(chǎn)生。

木材變色病原菌易引起木材變色,使木材發(fā)生降等。筆者采用從白樺原位土壤及自身組織分離純化的方法,尋找對(duì)白樺變色病原菌具有拮抗作用的生防菌。經(jīng)過改良5點(diǎn)對(duì)峙試驗(yàn),篩選出對(duì)白樺木材變色5種病原菌具有拮抗作用的生防菌菌株共42株,其中x18及x26對(duì)5種病原菌都具有明顯的擬制效果,菌落抑菌圈半徑最大達(dá)2.1cm。

對(duì)酸堿度影響泡桐木材色澤進(jìn)行了研究,并對(duì)弱堿溶液防止泡桐木材變色的作用做了試驗(yàn)與分析。結(jié)果表明:酸堿度影響泡桐木材顏色變化,在偏酸條件下泡桐木材的白度易于向劣化方向發(fā)展,總色差升高;偏堿條件下泡桐木材白度提高,總色差下降,色澤指標(biāo)明顯趨好。0.25%的弱堿溶液改善泡桐木材的滲透性,能溶出木材內(nèi)部部分內(nèi)溶物,可浸提的內(nèi)溶物中多含有變色前驅(qū)物質(zhì),促進(jìn)了防止泡桐木材的變色作用,而又不會(huì)污染泡桐木材材面。防變色劑具有一定的防變色作用,但只用防變色劑預(yù)防泡桐木材變色容易出現(xiàn)返色現(xiàn)象,綜合使用弱堿溶液與防變色劑防治效果比單獨(dú)使用防變色劑效果好,經(jīng)0.25%的弱堿溶液同防變色劑處理可使泡桐木材防變色效果內(nèi)外趨于一致。

枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)b26分離自白樺林地土壤,對(duì)多種變色菌具有抑制效果。經(jīng)紫外誘變,篩選得到1株抑菌活性更強(qiáng)的突變菌株b26-10。與菌株b26相比,突變菌株b26-10顯著提高了對(duì)引起木材變色的綠色木霉7258、甘薯長喙殼8430和交鏈孢5173的抑菌效果,提高幅度分別為60%、46%和25%。菌株b26-10經(jīng)傳代10次后,抑菌效果穩(wěn)定。對(duì)突變菌株b26-10的上清液、發(fā)酵液及高溫處理后的發(fā)酵液進(jìn)行抑菌活性測(cè)定,結(jié)果表明,發(fā)酵液的抑菌活性略大于上清液抑菌活性,發(fā)酵液經(jīng)高溫處理后無抑菌活性。菌株b26-10的抑菌作用可能與其具有抑菌活性的代謝產(chǎn)物有關(guān),代謝產(chǎn)物可能為蛋白類物質(zhì)。在白樺木片被變色菌侵染之前,利用菌株b26-10對(duì)木片進(jìn)行生防處理,可以有效地控制白樺變色。

針對(duì)白樺存在的干燥變色這一缺陷,從干燥變色規(guī)律方面展開系統(tǒng)研究,結(jié)果表明,白樺木材材色隨干燥溫度和相對(duì)濕度的增加而加深,80℃和70%的相對(duì)濕度是材色速增的臨界值。

木材染色效果是以染著率、均染性、水洗牢度和日曬牢度等指標(biāo)來衡量，除 受染料、助劑、染液的ph值和染色工藝的影響外，還受木材的樹種、組織結(jié) 構(gòu)和化學(xué)成分的影響。 二、木材染色 （一）歷史和現(xiàn)狀 （二）木材染色原理 木材是一種不均質(zhì)的毛細(xì)孔材料，由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，木纖維 中含有豐富的親水性基團(tuán)如羥基（-oh）、羧基（--cooh）等原子團(tuán)。染料隨 水溶液通過木材毛細(xì)管通道，透過木細(xì)胞壁擴(kuò)散后，沉降在纖維表面上，使得木 材染色。 （三）木材用染料的研究 綜合近幾十年的研究成果，用于木材染色的染料可以分為酸性染料、堿性染料、 直接染料和活性染料。 （四）染料在木材中的移動(dòng)和滲透 1、木材的滲透性 木材滲透性與木材染色有著密切的關(guān)系，特別對(duì)木材內(nèi)部染色的影響更大。一 般情況下，木材本身滲透性高則其染料在木材內(nèi)部的滲透性就好。 我國主要木材樹種的滲透性可以分為以下

耐光性能是評(píng)價(jià)溫致變色木材變色效果的重要指標(biāo)之一,采用氙燈加速老化的方法,考察兩種紫外線吸收劑(uv-531和uv-326)對(duì)溫致變色木材耐光性能的影響。結(jié)果表明,兩種紫外線吸收劑均可改善變色木材的耐光性能,以u(píng)v-326的改善效果更優(yōu)。綜合考慮成本、耐光性能等因素,uv-326的適宜添加量為1.6%。

通過試驗(yàn),摸索出對(duì)變色木地板的化學(xué)處理方法,取得較為滿意的效果。

通過化學(xué)方法、材面色差分析法、掃描電鏡觀察和化學(xué)成分分析,研究了白樺木材的藍(lán)變和黃變,探討了變色的原因及主要類型。研究結(jié)果表明:白樺藍(lán)變材的變色是由變色菌侵蝕木材引起的,變色深入木材內(nèi)部。木材薄壁細(xì)胞腔內(nèi)充滿了大量的變色菌絲體,菌絲體本身的顏色及其分泌的色素是木材變色的原因。藍(lán)變材部分半纖維素發(fā)生降解,其各項(xiàng)抽提物含量比正常材高;而黃變材是由于自然環(huán)境變化引起的創(chuàng)傷性木材變色,存在于木材局部區(qū)域,其部分導(dǎo)管和少量木纖維細(xì)胞被膠狀物所填充,內(nèi)含物增加,木材三大組分沒有明顯變化。

介紹了識(shí)別木材變色和腐朽的方式方法。

以楊木單板及其染色單板為試材,使用氙光衰減儀進(jìn)行輻射試驗(yàn),分析這兩種單板的光變色規(guī)律及影響因素,并進(jìn)行耐光性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:楊木單板的光變色是木材本身;染色楊木單板的光變色是染料和木材共同作用的結(jié)果,影響其光變色的主要因素是染料的品種和結(jié)構(gòu)。因此,楊木單板的光變色小于染色楊木單板,而染色楊木單板中酸性藍(lán)染色單板光變色最顯著。

以鋸切大青楊、旋切白樺、刨切紫椴3種木材薄板為研究對(duì)象,用常溫水浸泡至飽水狀態(tài)后不經(jīng)熱軟化預(yù)處理進(jìn)行橫紋壓縮強(qiáng)化,通過掃描電鏡觀察分析橫紋壓縮強(qiáng)化前后3種木材的未壓縮材和壓縮材橫、縱切面上的微觀結(jié)構(gòu)變化,從微觀層面探討此方法強(qiáng)化3種木材薄板的可行性和有待改進(jìn)、完善之處。結(jié)果表明:3種木材的壓縮材橫切面上整體變形較均勻,橫、縱切面上均未發(fā)現(xiàn)壓縮裂紋或破壞,縱切面上導(dǎo)管壁均有因壓縮產(chǎn)生順纖維方向的橫向擠壓折皺條紋;橫切面上,大青楊、紫椴壓縮材管孔沿壓縮方向變形最大,白樺壓縮材管孔沿其長軸方向變形最大,并使兩側(cè)沿壓縮方向、徑向排列的木射線細(xì)胞和木纖維細(xì)胞發(fā)生側(cè)向扭曲變形。

針對(duì)人工林木材的特點(diǎn),采用不同的預(yù)處理方法改善木材滲透性,并選取不同染料探索較優(yōu)的染色方案。結(jié)果表明:汽蒸-微波預(yù)處理后,采用堿性染料對(duì)其進(jìn)行染色,染色工藝為真空度0.09mpa下保持2h后,常壓浸泡12h,再在壓力為1.5mpa下保持7h時(shí),染色效果較好。

隨著我國建經(jīng)濟(jì)的不斷飛躍式發(fā)展，大量的木材應(yīng)用在各行各業(yè)中，占據(jù)著重要的地位。但是由于木材性質(zhì)的不同，造成了它們的用途以及加工工藝的不同，因此我們應(yīng)該分別得對(duì)其結(jié)構(gòu)以及成分進(jìn)行分析。因此，本文筆者根據(jù)自身多年來相關(guān)行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國木材加工的實(shí)際情況先對(duì)木材性質(zhì)與加工工藝以及用途的關(guān)系進(jìn)行分析，繼而闡述其性質(zhì)對(duì)加工工藝的影響，希望可以起到拋磚引玉的作用，并推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

近年來,芬蘭重視硫酸鹽制漿產(chǎn)生的浮油、松節(jié)油、黑液等林化產(chǎn)品。5立方米木材經(jīng)硫酸鹽蒸煮獲得約1000公斤紙漿,20—100公斤浮油,8—10公斤松節(jié)油,1000公斤黑液;1000公斤黑液經(jīng)化學(xué)加工可制得400—600公斤硫酸鹽木素,250公斤糖二酸,100—200公斤醋酸,40公斤蟻酸,5公斤甲醇。1979年全國生產(chǎn)近10萬噸粗浮油,出口額僅有1.4萬噸;其它大部分加工成23000噸浮油松香,16000噸脂肪酸,16000噸精鎦浮油,31000噸浮油瀝青和初鎦物。還有一個(gè)工廠由浮油制β-谷甾醇。浮油松節(jié)油主要用作溶劑以及化學(xué)合成原料。1979年有1.3萬噸浮油松節(jié)油經(jīng)過加工精制,其中有3仟噸是進(jìn)口的。黑液的主要成分硫酸鹽木素是制備膠料的重要化工原料。芬蘭以木素為原料研制了稱為karatex的膠粘劑,年產(chǎn)量4仟噸。適用于制造膠合板、刨花板和纖維板。