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竹子的一些防腐防霉研究

      一次性杀虫灭菌的效果大多相当好,但却不能预防在以后的生产、贮运和使用过程中再次感染虫菌。因此,在生产实践中大都采用物理和化学结合的方法。
 
  化学药剂主要有有机化合物和无机化合物两大类。
 
  有机药剂主要有:
 
  (1)卤烃类:如氮丹、1,2二溴乙烷等;
 
  (2)酚及其衍生物类:如五氯苯酚(PCP)、五氯酚钠(NaPCP)、
 
  2,5一二氯一3一溴苯酚(DP)、2,4一二硝基苯酚等;
 
  (3)有机磷类:如辛硫磷、马拉硫磷、二嗪磷等;
 
  (4)氨基甲酸酯类:如涕灭威、仲丁威、叶蝉散、残杀威等;
 
  (5)除虫菊酯类:如氯氰菊酯、溴氰菊酯等;
 
  (6)季铵盐类,:如十二(十四、十六、十八)烷基三甲基氯化铵
 
  (7)睛类:如百菌清等;
 
  (8)有机金属化合物类:如75号防霉剂、双三丁基氧化锡
 
  (9)硫氨酸酯类:如MBT;
 
  (10)羧酸及其盐类:如醋酸、醋酸铅、环烷酸铜(或锌)等;
 
  (11)杂环类化合物等。
 
  无机药剂主要是:
 
  (1)硫酸铜(CuSO4·5H2O);
 
  (2)重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O);
 
  (3)三氧化铬(CrO3);
 
  (4)砷酸氢钠(Na2HAsO4 2H2O);
 
  (5)五氧化二砷(As2O5·2H2O);
 
  (6)硼酸(H3PO3);
 
  (7)硼酸钠(Na2B4O7·10H2O);
 
  (8)四水合八硼酸钠(Na2B8O13·4HO);
 
  (9)三氧化二硼(B2O3);
 
  (10)氟化钠(NaF);
 
  (11)氟硅酸钠(Na2SiF6);
 
  (12)氯化锌(ZnCl2);
 
  (13)硫酸锌(ZnSO4);
 
  (14)氯化泵(HgCI2);
 
  (15)氨水(NH3·H2O)等。
 
  处理方法:
 
  竹材因解剖结构与木材差异较大,防霉处理方法也有所不同.竹材外壁致密,药液极难渗透。
 
  (1)物理处理法
 
  分为高温灭菌法、浸水法、烟熏法和涂白法。
 
  高温灭菌法:
 
  采用烘烤、曝晒、汽蒸和沸煮等方法杀灭霉菌。经前两种方法处理的竹材应保存在通风干燥的地方.否则吸湿后易长霉;后两种方法处理的竹材应及时使其干燥才不致发霉;
 
  浸水法:
 
  将竹材及制品放在流水或活水中浸渍一段时间,使表层可溶性糖和其它营养物质溶出,达到防霉效果;
 
  烟熏法:
 
  将竹制品放置在离炉灶3~5m高处,让柴火烟熏竹制品,当表面变为棕色时即可;
 
  (2)化学处理法
 
  浸渍、喷雾、涂刷法:
 
  一般用0.5%~5%的药液对干燥的材料进行浸渍、喷雾、或涂刷。大多数药剂都能用于这些方法。处理简单,对设备要求不高,投资少。但不能进入竹材的深处,处理后若再进行劈、削等加工,则会露出未处理到的竹材。
 
  热冷槽法:
 
  把竹材放在热的药剂中(接近沸腾温度但不要到沸腾)煮一定时间,立即取出浸入冷的药剂中(可在常温下)。这样可以增加药剂的吸收量和进入深度。
 
  树液置换法:
 
  将伐倒的竹材基部一端套上一个紧箍住的“帽子”、“帽子”通过管子连着一个加压容器。加压容器中的药剂就可以压入竹材,顺着导管流向梢部,待梢部断口上看到药液流出时就可结束。这种方法虽然麻烦,但药剂可进入全部竹材中,所需设备比较简单。对一些价值高的特殊用材,可采用此法处理。
 
  扩散法:
 
  适用于含水率在3O%以上的竹材。把竹材在较浓的药液中(10%~30%或更浓)浸泡或涂刷,使药剂附在竹材表面上。然后堆起来用塑料布密封存放2~3个星期。使药剂在竹材的水分中扩散到内部去。此法要求含水率要高,使用水溶性药剂,药剂的分子半径不能太大。
 
  加压法:
 
  把竹材放入特制的加压罐中密封,送入药剂加压,在压力下让药剂进入竹材的内部。只要选用适当的药剂,在一定的压力和时间下,药剂可进入整个竹材的内部。由于需要的设备较复杂,少量的材料可委托专门的加压处理工厂代为处理。
 
  活竹注射法:
 
  在采伐前的适当时间,在竹杆基部注射杀霉菌药剂,然后采伐。据有关单位试验有较好的防霉效果。
 
  竹材漂白
 
  竹材的漂白工艺,主要是对竹材中木质素进行的处理。漂白的方法主要有两种,一种是脱去木质素的漂白,另一种是保留木质 素的漂白。一般地说,脱去木质素的漂白可以得到白度高而又稳 定的竹材,而保留木质素的漂白,达到白度的效果要差一些。在生 产实践中,其实这两种方法都并不是绝对的,而是视工艺不同而相互使用。下面,介绍几种常用的竹材漂白的方法,以供读者参考。
 
  1.H2O2(双氧水)漂白法
 
  双氧水有氧化性,又具有还原性,在酸性介质中或碱性价质中都是一种强氧化剂。当双氧水遇到了更强的氧化剂时,在酸性或碱性介质中也可以作还原剂。利用双氧水的这种特性,可以脱去竹材中的一部份木质素,并可提取竹材中的蛋白质、糖份和淀粉等 营养物质,使竹材表面变成白色。
 
  双氧水漂白法是一种使用非常广泛的竹材漂白法。各地在生产实践中积累了许多经验。按漂白温度和漂白液的浓度一般区分为冷漂、热漂、浓漂与淡漂四种类型。
 
  冷漂法:
 
  (1)操作简便,对设备也无特别的要求;
 
  (2)漂白时间较 长,影响生产率的提高。
 
  热漂白法:
 
  (1)对溶液要有加热设备,漂白所需加的时间短,漂白效果好;
 
  (2)成本较高;
 
  (3)热漂的温度控制在75℃以下,温度太高,会加速双氧水分解;
 
  浓漂:
 
  (1)双氧水漂白液不经加清水稀释而直接使用;
 
  (2)耗用的双氧水较多,竹制品漂白后的耐久性较差。
 
  淡漂法:
 
  (1)用双氧水稀释后再进行漂白操作的一种工艺;
 
  (2)漂白的时间长,深层的漂白效果较好,漂白后的制品耐久性也较好,而且成本较低,特别是进行热 原处理时很值得采用。
 
  一般情况下,使用5%一10%浓度的双氧水。漂白液对制品进行加热至70℃漂白,时间可以掌握在10—30分钟内。如使用10%~20%浓度的溶液漂白制品,在常温20℃情况下,漂白的时间宣掌握在10—20小时之间。
 
  2.草酸〔(COOH)2·2H2O]漂白法:
 
  草酸是一种无色晶体。在常温下易溶于水。草酸也是一种极强的氧化还原剂。
 
  使用草酸对竹制品进行漂白处理的工艺极其简单,所用的容器与双氧水漂白法相同。
 
  3.硫磺烟熏漂白法:
 
  将用清水浸透的竹篾或其它竹制品,放置 于密闭的硫磺漂白室内,用木碳将硫磺引燃,任其慢慢燃烧,依靠 硫磺燃烧时产生的烟雾,将竹制品熏白。
 
  经过上述方法漂白处理后的竹制品,一般来说已经具有防虫防霉的效果,可以不必进行其它的防护处理。目前,有些出口产品,外商要求其保持竹材的天然色彩,对这类产品,亦无须进行价格昂贵的漂白处理,仅须对其进行防虫防霉处理即可。而有些产品,如竹材刨花板等,对它们更没有必要进行成本高昂的漂白处 理,使用专用的竹材防虫防霉剂对制品进行防虫防霉处理以后,一样可以满足用户对产品使用性能的要求。
 
  竹材用防霉剂研究
 
  竹材用防腐剂一般分为熏剂型、焦油型、油溶性和水溶性4种。熏蒸剂如氨水、硫磺,主要作用于竹材表面,难以对内部的真菌起作用,且容易污染空气;焦油型防腐剂中应用最广泛的是杂酚油类,因其含有致癌性的多环芳烃,已趋于淘汰;油溶性防腐剂如五氯苯酚,不仅处理成本比较高,而且对人的健康有害;由于水溶性防腐药剂具有毒性低、效果好、无异味的特点,所以当前使用较多并且多为复合型防腐剂。
 
  常用的竹材防腐剂 国际竹藤组织(INBAR)于1994年推荐了十种竹材用复合防腐剂的配方(主要来自印度标准)”,美国木材保存协会(AWPA)于1998年制定了17种水溶性和油溶性木材防腐剂的标准配方。但其中有些药剂对环境污染大,近年来在一些国家已被禁止或限止使用,如五氯酚钠在大多数国家已被禁止使用,CCA由于含砷,美国、欧盟已颁布法规于2004年禁止在民用场合使用。角田帮夫报导,目前世界上正在开发研究的新防霉剂有11 种。在加拿大登记使用的新防霉剂有9种,正在办理申请登记的还有8种。
 
  水溶性低毒防腐剂是今后防腐剂开发的方向,目前在木材上已开发的低毒高效防腐剂包括:水溶性的烷基铵类化合物(AAC)、氨溶季铵铜(ACQ)、硼化物、双二甲基二硫代氨基甲酸铜(CDDC)和油溶性的环烷酸铜/锌、百菌清(CTL)、有机碘化物(IPBC)。 我们可以在这个基础上,结合竹材的特性筛选复配制剂,同时根据生产实际(如工艺流程、生产环境、产品价值和用途等)选取较适当的方法。
 
  总的原则:
 
  a.方法简便易行,药品易得,成本低廉;
 
  b.效果好,残效期长;
 
  c.对环境无污染或在允许的范围之内;
 
  d.对材性和外观无影响或影响较小。
 
  霉菌、细菌有千千万,单一的防霉剂无法满足竹材防霉需要,国外商品防霉剂的活性成分常为2 种或3 种杀菌剂的混合体,常见的有以下5 种:
 
  (l)苯噻氰(通用名TCMTB)(折百28万一吨);
 
  (2 )二癸基二甲基氯化铵(通用名DDAC);
 
  (3 )3 -碘-2 -丙基-丁基氨基甲酸甲酯(通用名IPBC)(25万一吨);
 
  (4 ) 8-羟基喹啉铜(通用名Cu-8 Quinolinalate)(十几万一吨);
 
  (5)防霉唑(通用名Azaconazole)。
 
  竹材防霉剂防霉效果评定方法
 
  (1)在无菌条件下,将霉菌分别接在琼脂马铃薯培养基的中央,然后在温度30℃左右,相对湿度90%的条件下培养,待菌丝布满培养基表面后,在无菌条件下,将经各种防霉剂处理的竹片置于长满霉菌的培养基上,一个月后记录菌丝在竹片上蔓延所占的百分率。以此来评价防霉剂防霉效果。
 
  (2)测定供试霉菌在添加防霉剂的PDA培养基生长情况或抑菌圈直径大小,确定药剂对各种霉菌的防霉效果。
 
  (3)防霉剂处理过的竹材自然干燥(室内放置1小时),然后用霉菌的混合孢子悬浮液喷雾接种,置于温度23℃-25℃,相对湿度90-95%贮藏10天,然后检查竹材的霉变情况,竹材霉变程度的分级标准如下表。
 
  (4)将霉菌的混合孢子悬浮液接种于竹材上,在温度为25℃一30℃,相对湿度95%的环境中培养3 个月,竹材霉变程度评定及记载方法见下表。防霉效力=100-(处理材平均等级/ 对照材平均等级)*100)。
 
  (5)将处理过的试样待阴干2d 后和无处理对照试样一起接种,即将要测试的混合霉菌孢子液撒在试样上,然后放入调温调湿箱内(28℃±2℃,相对湿度90%以上)培养。2d后,每日观察一次试样霉变情况,持续3个月。霉变程度评定如下表,根据试样霉变程度,分级并记分。防霉效力=100-(处理材平均等级分/ 对照材平均等级分*100)。
 
  竹材防霉研究展望
 
  自20世纪80 年代末以来,随着竹材工业化利用的广泛开展,竹材大幅度增值,尤其是以竹材人造板、竹材复合板、竹材装饰、家具、汽车制造等领域的进一步开发,使竹材的应用有了更广阔的前景。但是,竹材及其制品在加工、运输和使用过程经常霉变、腐朽、虫蛀,其中尤为突出的是霉变,不仅影响了竹材及其制品的外观,而且还为其它菌虫为害创造了条件。因此,竹材防霉处理是竹材工业化利用不可缺少的环节。自20 世纪80 年代以来,尤其是近十年,竹材防霉取得了较大的发展。
 
  从目前来看,老顾有以下几个看法:
 
  (1)竹材防霉剂向着简单、易行,成本低的方向发展。如将防霉剂加到油漆、染料等里面,操作方便。
 
  (2)竹材防霉剂研究的重点在于高效、低毒,对多种霉菌都有效,对人体及环境污染小。
 
  (3)由于竹材结构及理化性质同木材有所不同,竹材防霉方法的研究也不局限于喷洒、涂刷、浸泡,出现了一些新的处理方法。
 
  (4)现有防霉剂大多只具有防霉单项功效,而竹材也易受腐朽菌和昆虫侵蚀,研究开发一剂多效型处理剂(防霉、防腐、防虫,其至阻燃)药剂亦为今后的研究方向。
 
  (5)现有的农用杀菌剂、杀虫剂趋向于高效、低毒、环保,同环境兼容性好,本抗菌防霉实验室一直从事农药向竹材防霉、防蛀领域引用研究。
  (6)总的来说,竹子主要是霉变(真菌),而木材主要是腐朽(细菌)。当然都包括虫蛀。不过,就目前而言竹子的防霉防蛀关注力度不够大。
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