光輻射染色木材變色規(guī)律及化學組分結構變化

木材變色和腐朽的成因 摘要:木材因為自身結構因素和受自然因素的影響會出現(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特的優(yōu)良特性,在 建筑工程尤其是裝飾領域中,始終保持著重要的地位。然而木材因為 自身結構因素和受自然因素的影響會出現(xiàn)變色和腐朽等現(xiàn)象,直接影 響建筑工程質量或者裝飾效果。 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

木材因為自身結構因素和受自然因素的影響會出現(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)濟損失,因此,有效地保護木材,提高它的利用率就變得更加重要。本文對由長喙殼和其他真菌引起的木材變色,變色機理,為害,對木材性質的影響,以及我國主要木材變色病的研究進行了概述。

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),制備有機溫致變色木材,并測試其色度學參數(shù)及溶劑熔點,以確定溶劑熔點與木材變色性能之間的關系。結果表明:以不同有機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,質地變脆,從而降低了木材的使用價值和經(jīng)濟價值。因此,在林業(yè)生產(chǎn)中加強對木材變色的認識和防治是非常必要的。

[目的]篩選對木材變色菌生長具有較好抑制作用的化學殺菌劑。[方法]采用抑菌圈法測定9種化學藥劑、14種復合配方對5種木材變色菌抑菌能力。[結果]9種藥劑中,cbz和me-tbz單獨使用對變色菌的抑菌效果最明顯,大部分復配藥劑提高了抑菌能力。[結論]復配藥劑的抑菌效果明顯好于單獨使用的藥劑。

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

本文對霉菌和藍變菌侵染木材所引起的變色作了esr研究。結果表明變色木材的色素來自真菌的色素基團,具有很強的和穩(wěn)定的e8r信號,并會淹沒木材的其他自由基信號,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性,并同蛋白質相締合。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,尋找對白樺變色病原菌具有拮抗作用的生防菌。經(jīng)過改良5點對峙試驗,篩選出對白樺木材變色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2.1cm。

對酸堿度影響泡桐木材色澤進行了研究,并對弱堿溶液防止泡桐木材變色的作用做了試驗與分析。結果表明: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物質,促進了防止泡桐木材的變色作用,而又不會污染泡桐木材材面。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)酵液進行抑菌活性測定,結果表明,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,代謝產(chǎn)物可能為蛋白類物質。在白樺木片被變色菌侵染之前,利用菌株b26-10對木片進行生防處理,可以有效地控制白樺變色。

針對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,結果表明,白樺木材材色隨干燥溫度和相對濕度的增加而加深,80℃和70%的相對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 構和化學成分的影響。 二、木材染色 （一）歷史和現(xiàn)狀 （二）木材染色原理 木材是一種不均質的毛細孔材料，由纖維素、半纖維素和木質素組成，木纖維 中含有豐富的親水性基團如羥基（-oh）、羧基（--cooh）等原子團。染料隨 水溶液通過木材毛細管通道，透過木細胞壁擴散后，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系，特別對木材內(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

耐光性能是評價溫致變色木材變色效果的重要指標之一,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)對溫致變色木材耐光性能的影響。結果表明,兩種紫外線吸收劑均可改善變色木材的耐光性能,以uv-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,摸索出對變色木地板的化學處理方法,取得較為滿意的效果。

通過化學方法、材面色差分析法、掃描電鏡觀察和化學成分分析,研究了白樺木材的藍變和黃變,探討了變色的原因及主要類型。研究結果表明:白樺藍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。藍變材部分半纖維素發(fā)生降解,其各項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,其部分導管和少量木纖維細胞被膠狀物所填充,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,使用氙光衰減儀進行輻射試驗,分析這兩種單板的光變色規(guī)律及影響因素,并進行耐光性能評價。結果表明: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果,影響其光變色的主要因素是染料的品種和結構。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象,用常溫水浸泡至飽水狀態(tài)后不經(jīng)熱軟化預處理進行橫紋壓縮強化,通過掃描電鏡觀察分析橫紋壓縮強化前后3種木材的未壓縮材和壓縮材橫、縱切面上的微觀結構變化,從微觀層面探討此方法強化3種木材薄板的可行性和有待改進、完善之處。結果表明: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,并使兩側沿壓縮方向、徑向排列的木射線細胞和木纖維細胞發(fā)生側向扭曲變形。

針對人工林木材的特點,采用不同的預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。結果表明:汽蒸-微波預處理后,采用堿性染料對其進行染色,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,染色效果較好。

隨著我國建經(jīng)濟的不斷飛躍式發(fā)展，大量的木材應用在各行各業(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，因此我們應該分別得對其結構以及成分進行分析。因此，本文筆者根據(jù)自身多年來相關行業(yè)工作經(jīng)驗并結合我國木材加工的實際情況先對木材性質與加工工藝以及用途的關系進行分析，繼而闡述其性質對加工工藝的影響，希望可以起到拋磚引玉的作用，并推動我國經(jīng)濟的可持續(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。