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    竹材的特性與防腐技術

    作者:防腐木廠家 時間:2020-07-06 22:27

    竹材的特性與防腐技術

    我國竹資源豐富,竹材被譽為第二森林資源,是木材的重要替代材料。但由于竹材比一般木材含有更多的營養物質,因而在溫暖潮濕的條件下很容易產生腐朽、霉變和蟲蛀,縮短了使用壽命。研究竹材的腐朽特性及防腐技術,對合理、高效地利用竹材資源,緩解木材供需矛盾都具有十分重要的意義。

      竹材資源狀況

      全世界的竹類超過75屬1 250種,竹林面積約為2 200萬hm2。我國竹資源豐富,共有竹類39屬、500多種,主要分布在福建、江西、湖南、浙江、四川、河南、安徽、廣西、湖北、云南、江蘇12個省(區)的167個縣(市),我國的竹林面積約占全世界竹林面積的l/4,占全國森林面積的2.84%。因此,開發利用竹材資源,對緩解我國木材供需矛盾,進一步促進林業產業化的形成,都有現實和長遠的意義。

      竹材的防腐

      竹子生長快、產量高、成材早、用途廣。與木材相比,竹材在結構與性質上又有一定的區別,表現在竹材的強度高、韌性好、硬度大,其主要的力學性能可與硬闊葉樹材相媲美,作為工程結構材料具有廣闊的開發應用前景。但是,竹材含有較多的營養物質,其中蛋白質含量為1.5%~6.0%、可溶性糖類約為2%、淀粉類為2.02%~5.18%、脂肪和蠟質類為2.18%~3.55%,竹材和竹制品在溫暖潮濕的環境條件下保存和使用時很容易產生腐朽、霉變和蟲蛀,因此,竹材的防腐處理顯得更為重要。

      竹材的防腐處理大多借鑒木材的防腐處理方法,然而,由于竹材和木材的解剖構造存在很大差異,因此,不能機械地套用木材的防腐處理方法。

      竹材的解剖性質與可處理性

      竹材的解剖特征有其自身的特點,其節間細胞組織全部縱向排列,不像木材那樣有徑向分布的薄壁細胞和射線細胞,因此,處理劑及水分不能沿射線方向滲入。竹莖成熟后,由于膠狀物質的沉積及侵填體的聚積,導管和篩管幾乎不再具有橫向滲透性。竹材的表面覆蓋著富含硅和蠟質的堅硬薄層,所以防腐劑難以從徑向滲入。由于上述結構的差異,竹材比木材更難處理。從縱向看,竹材的組織是由薄壁細胞和維管束(導管和厚壁纖維)組成,首尾相連的導管使得新鮮的竹材中縱向流動非常迅速。但維管束在竹稈里分布不均勻,在竹稈的外圍部分維管束小而多,在中央部分維管束大而少。離導管越遠,滲透的水平也越低,這一特性又造成防腐劑在竹材中分布的不均勻性。導管僅占竹稈體積的10%,所以防腐劑滲透到導管周圍的其它組織的能力很弱。防腐劑未滲透到的薄壁組織則極易成為真菌早期侵襲的突破口。

      竹材的防腐劑處理方法

      隨著竹材的防腐處理已受到日益普遍的重視,許多國家對竹材的防腐處理技術進行了研究。據日本報導,用苯酚和甲醛縮合成的甲階酚醛樹脂,是一種低分子和低黏度的水溶性制劑,對竹材具有良好的滲透性。該樹脂浸注竹材后,再經熱處理或酸處理,可生成一種不溶于水的三元結構高分子化合物,無味無毒,也不會滲出和揮發,具有持久的防腐性能。用這種防腐劑處理的竹材,不論在室內室外使用或埋入土中,都沒有受到菌類的侵蝕,也無防腐劑從竹材中反滲出來,其防腐性能優于常用的防腐劑處理木材,但用酚醛樹脂處理的費用較高。南京林業大學采用0.2%辛硫磷溶液浸漬竹制品3min,竹蠹蟲經2~3 d死亡,藥效可維持1年以上。此藥劑低毒、藥效較長,應用于竹制品生產是較理想的防蛀劑。將1%的添加劑(硼砂:硼酸:1;1)加入5%的新潔爾滅溶液用來防止竹制品霉變,也取得較好的效果。此外,南京林業大學曾研究毛竹篾片液相乙?;幚碓囼?。試驗結果表明,液相乙?;幚碇衿欢〞r間,乙?;鲋芈?WPG)達12.97%,試樣失重率為零,防腐效果極佳。但此法操作較繁,成本較高。

      竹材用防腐劑

      竹材用防腐劑一般分為熏劑型、焦油型、油溶性和水溶性4種。熏蒸劑如氨水、硫磺,主要作用于竹材表面,難以對內部的真菌起作用,且容易污染空氣;焦油型防腐劑中應用最廣泛的是雜酚油類,因其含有致癌性的多環芳烴,已趨于淘汰;油溶性防腐劑如五氯苯酚,不僅處理成本比較高,而且對人的健康有害;由于水溶性防腐藥劑具有毒性低、效果好、無異味的特點,所以當前使用較多并且多為復合型防腐劑。

      常用的竹材防腐劑

      國際竹藤組織(INBAR)于1994年推薦了十種竹材用復合防腐劑的配方(主要來自印度標準)”,美國木材保存協會(AWPA)于1998年制定了17種水溶性和油溶性木材防腐劑的標準配方。但其中有些藥劑對環境污染大,近年來在一些國家已被禁止或限止使用,如五氯酚鈉在大多數國家已被禁止使用,CCA由于含砷,美國、歐盟已頒布法規于2004年禁止在民用場合使用。

      新型防腐劑

      水溶性低毒防腐劑是今后防腐劑開發的方向,目前已開發的低毒高效防腐劑包括:水溶性的烷基銨類化合物(AAC)、氨溶季銨銅(ACQ)、硼化物、雙二甲基二硫代氨基甲酸銅(CDDC)和油溶性的環烷酸銅/鋅、百菌清(CTL)、有機碘化物(IPBC)、擬除蟲菊酯等。
    竹材防腐技術的發展趨勢

      竹材防腐技術應借鑒木材防腐領域已有成果進一步研究,其重點應放在:(1)開發適合于竹材特點的高效低毒防腐劑;(2)尋找更合適于竹材防腐處理的方法;(3)深入研究竹材防腐劑固著機理。此外,利用竹材改性的辦法進行防腐處理也是一個發展方向,例如采用如酚醛、三聚氰胺甲醛樹脂的低分子縮聚物滲入竹材后再縮聚,或進行液相乙?;幚?,其優點是防腐性能好,但處理成本很高,還不適宜廣泛使用。

      目前,木(竹)材防腐劑的發展呈以下幾個特點:(1)使用銅殺菌劑是一種重要趨勢;(2)利用復合殺菌劑開發新型的具有廣譜、使用量少等優點的復合防腐劑;(3)采用能和木(竹)材組分以共價鍵結合方式固定防腐劑是發展方向;(4)防腐部門一般從相關行業的長效殺蟲劑和防腐劑中篩選和開發出優良的木材防腐劑,可以降低研究成本和開發費用;(5)從具有天然防腐性能的植物化學成分中提取和開發的生物防腐劑是21世紀木(竹)材防腐劑的重要特點,但其有效成分的確定和大量提取的成本是這類防腐劑能否工業化生產的主要問題。國內外對竹材的防腐都進行了多方面的研究,但采用新型的低毒防腐劑處理竹材在我國還未實施。為竹材防腐選擇高效、低毒、環保的防腐劑還有待進一研究。


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