竹材的特性與防腐技術(shù)

1、竹材的特性與防腐技術(shù)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(yǎng)物質(zhì)，因而在溫暖潮濕的條件下很容易產(chǎn)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(shù)，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2200萬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、廣東、安徽、廣西、湖北、云南、江蘇12個?。▍^(qū)）的167個縣（市）， 我國的竹林面積約占全世界竹林面積的1/4，占全國森林面積的2.84%。因此，

2、開發(fā) 利用竹材資源，對緩解我國木材供需矛盾，進(jìn)一步促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的形成，都有現(xiàn)實 和長遠(yuǎn)的意義。竹材的防腐竹子生長快、產(chǎn)量高、成材早、用途廣。與木材相比，竹材在結(jié)構(gòu)與性質(zhì)上又有 一定的區(qū)別，表現(xiàn)在竹材的強度高、韌性好、硬度大，其主要的力學(xué)性能可與硬闊葉 樹材相媲美，作為工程結(jié)構(gòu)材料具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。但是，竹材含有較多的營 養(yǎng)物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)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(zhì)類為2. 18%3. 55%，竹材和竹制品在溫暖潮濕的環(huán)境條件 下保存和使用時很容易產(chǎn)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

3、木材的防腐處理方法，然而，由于竹材和木材的解剖構(gòu) 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(zhì)與可處理性竹材的解剖特征有其自身的特點，其節(jié)間細(xì)胞組織全部縱向排列，不像木材那樣 有徑向分布的薄壁細(xì)胞和射線細(xì)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(zhì)的沉積及侵填體的聚積，導(dǎo)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(zhì)的堅硬薄層，所以防腐劑難以從徑向滲入。由于上述 結(jié)構(gòu)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(xì)胞和維管束（導(dǎo) 管和厚壁纖維）組成，首尾相連的導(dǎo)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

4、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(dǎo)管越遠(yuǎn)，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(dǎo)管僅占竹稈體積的10%，所以防腐劑滲透到導(dǎo)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(shù)進(jìn) 行了研究。據(jù)日本報導(dǎo)，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(jīng)熱處理或酸處 理，可生成一種不溶于水的三元結(jié)構(gòu)高分子化合物，無味無毒，也不會滲出和揮發(fā)， 具有持久的

5、防腐性能。用這種防腐劑處理的竹材，不論在室內(nèi)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(yōu)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(yè)大學(xué)采用0. 2%辛硫磷溶液 浸漬竹制品3min，竹蠹蟲經(jīng)23d死亡，藥效可維持1年以上。此藥劑低毒、藥效較長，應(yīng)用于竹制品生產(chǎn)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(yè)大學(xué)曾研究毛竹蔑片液相乙?；幚碓?驗。試驗結(jié)果表明，液相乙?；幚碇衿欢〞r間，乙?；鲋芈?WPG)達(dá)12. 97%， 試樣失重率為零，防腐效果

6、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(nèi)部的真菌起作用，且容易污染空氣；焦油型防 腐劑中應(yīng)用最廣泛的是雜酚油類，因其含有致癌性的多環(huán)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(dāng)前使用較多并且多為復(fù)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(fù)合防腐劑的配方(主要來自 印度標(biāo)準(zhǔn))”美國木材保存協(xié)會(AWPA)于1998年制定了 17種水溶性和油溶性木材

7、 防腐劑的標(biāo)準(zhǔn)配方。但其中有些藥劑對環(huán)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(shù)國家已被禁止使用，CCA由于含砷，美國、歐盟已頒 布法規(guī)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(fā)的方向，目前已開發(fā)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(huán)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(shù)的發(fā)展趨勢竹材防腐技術(shù)應(yīng)借鑒木材防腐領(lǐng)域已有成果進(jìn)一步研究，其重點應(yīng)放在：（1）開發(fā) 適合于竹材特點的高效低毒防腐劑；（2）尋找

8、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(jìn)行防腐處理也是一個發(fā)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(jìn)行 液相乙酰化處理，其優(yōu)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(fā)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(fù)合殺菌劑開發(fā)新型的具有廣譜、使用量少等優(yōu)點的復(fù)合防腐劑；（3）采用能 和木（竹）材組分以共價鍵結(jié)合方式固定防腐劑是發(fā)展方向；（4）防腐部門一般從相關(guān)行 業(yè)的長效殺蟲劑和防腐劑中篩選和開發(fā)出優(yōu)良的木材防腐劑，可以降低研究成本和開 發(fā)費用；（5）從具有天然防腐性能的植物化學(xué)成分中提取和開發(fā)的生物防腐劑是2