
1 木材的变色夏其种类木材变色,简单地说,就是由于受环境(阳光、氧气、水份、温度)和微生物(真菌)的作用,其表面发生的颜色变化。原木 锯材、木制品都可能发生变色。树木砍伐后,原木端头及不完好树皮下容易发生变色。原术加工后,锯材(板材、方材) 在存放、加工过程中,也容易发生蓝变、褐变、霉变等。木材制成木制品后,在使用过程中仍有可能发生变色。木材颜色变化的种类很多,从木材本色(白色/淡黄色/浅褐色等)变为粉色、红色、蓝色、绿色、灰色、深灰色、褐色、灰褐色、深褐色、黑色等等。木材的变色因其发生原因的不同,可分为两类,一类是化学变色,包括单宁变色和氧化变色;另一类是真菌变色,包括霉变和蓝变(又称青变、边材变色)。其中真菌变色更为常见,造成的影响更为严重。一般所说的木材变色是指真菌变色。 2 木材的化学变色许多树种的木材,当其含水率较高时或较长时间地暴露在潮湿的空气中会发生变色,不是由真菌侵染木材造成的,而是由于木材中的某些成分发生化学反应而引起的,称为化学变色。木材中的单宁、色素、生物碱、糖类、酚类及其它有机物的氧化缩合反应,其中最主要的是木材中酚类物质的氧化。酚类化合物具有苯环结构,易于被氧化,这是产生化学变色的原因。酚类化合物氧化前为无色,有些可溶于水;氧化后,生成不溶于水的缩合物,颜色为红色、红褐色、褐色,因此化学变色又称为氧化变色。某些术材中含有单宁,又称植物鞣质,是多元酚类的混合物,当在潮湿条件下与铁
接触,其中的单宁与铁会发生化学反应(络合反应)形成单宁酸铁。单宁酸铁呈黑色,是用来制造墨水的主要原料,因此使得木材的颜色变黑。根据铁量 ·’0 · 的多少和木材与铁接触时间的长短,木材的颜色变为浅灰色至蓝黑色。同样,将木材浸泡在含铁量高的水中,木材也会发生这种化学变色。另外,木材与铜或铜台金接触.由于木材中的单宁与铜发生化学反应,生成单宁酸铜,也会使木材变色 (浅红色)。在木材干燥过程中 也常发生化学变色。这主要是由于木材干燥速度慢造成的,与垫木接触的部位尤其如此。化学变色的特点是变色深度浅,变色比较均匀一致。 3 木材的霉变木材发霉会使木材的表面和边材变色,但发霉的变色范围更浅一些,其变色是由有色孢子产生的。由于霉菌的孢子只是在木材的表面上繁殖生长,所以木材的发霉只限于木材的表面或靠近表面很浅的一层。发霉常使木材呈绿色、白色、黑色,偶尔也呈其它颜色。霉菌造成的变色常呈絮状或斑点状。在温暖和潮湿的气候下,或在通风不良的环境中,容易使沉积在木材表面的霉菌孢子繁殖而长霉。引起木材霉变的真菌有木霉(Trichoderma sp.)、青霉(Penicillium spp.)、曲霉(Aspergillus spp.)、毛霉(Mucro)等。木霉属真菌中最主要的是绿色木霉,受这种真菌感染的木材表面呈绿色。青霉属和曲霉属真菌种类很多,晟常见的如黑曲霉,木材感染这种霉菌后,表面呈黑色斑点,有时连成片。霉菌对环境和基物的适应性和忍耐力比兰变菌和
腐朽菌要强,霉菌对化学药物的耐药性也很强,甚至与某些有毒性的化学药物接触时仍能生长,因此在某些防腐处理后的术材上仍能发现霉变。由于木材霉变的结果只是使木材表面变色,且变色的范围较浅,因而可用刷子清除,也可用刨掉表面层的方法清除。霉变对木材本身质是的影响不大,因此,通常不认为是缺陷 但是霉菌侵染木材后,可增加液体对木材的渗透性.从而可促进兰变的生成 4 木材的蓝变木材蓝变通常指木材出现的所有边材变色,蓝变是木材边材变色的一种总称 除变为蓝色外,还包括其他颜色的变化,如黑色、粉色、绿色等。引起木材蓝变的真菌有球二孢属(Botryo— diplodia sp.)、长喙壳属(Ceratoeystis sp.)、色二孢属 Diploda sp.)等,危害橡胶木最严重的是可可二球孢(B0try0dlpl0dia theobromae Pat.) 4.1 蓝变的特点蓝变在针叶材和阔叶材中都能发生,但是通常只发生在边材。在适宜的条件下,蓝变多发生在锯材的表面和原木的端头。若条件适宜,蓝变菌可从木材表面渗透到术材内部,导致深层变色。浅色木材更易遭受蓝变菌的侵害,如橡胶木、红松、马尾松、柳桉、枫木等。蓝变不会导致木材结构的损失(不影响木材强度),但蓝变木材翩成的成品客户难于接收。 4.2 木材易于蓝变的原因木材的变色是由于变色真菌在木材上繁殖、生长引起的。木材的变色受以下因素影响; 1)水分:只有当木材含水率高于20 时,变色真菌等微生物才能繁殖、生长 因此,采伐后的木材若能立
即干燥到含水率为2O 以下,而且在加工和使用中始终将含水率保持在20 以下时就能防止蓝变。 2)营养物质(养料):各种木材真菌所需的最适宜的营养成分是不同的,但是,所有真菌都能从木材中得到它们所需的营养物质。术材中的碳水化台物,即淀粉和单糖是蓝变菌生长所需要的能量 另外.木材中的微量物质(无机盐、氮化合物等)也是真菌生长所必需的,但需要量极少。由于橡胶木中的淀粉和单糖含量比其他木材高很多,因此橡胶木比其他木材更容易发生蓝变。 3)空气:大多数真菌都是好气菌,必须在有氧气的状况下才能生长。但它们所需的氧气量很少,当空气中的氧气含量达到1 时,真菌就能生长,因此,用隔绝空气(氧气)的办法来控制蓝变苗的生长是不现实的。 4)温度:木材微生物在一定的温度范围内才能生长,并有其最适宜的生长温度、最高生长温度和最低生长温度。真菌生长最适宜的温度为 20~30(.温度低于10c、高于35 C,真菌生长的速度都较慢。低温(寒冷)不能致死真菌,只能起到抑制作用,使其休眠。高温(如窑干、高温灭菌)可杀死木材中的真菌。 4.3 蓝变的危害 4.3.1 蓝变的术材更易腐朽通常.木材先发生蓝变,然后再发生腐朽而有时可能只看到蓝变后期形成的明显的腐朽虢陷 也呵 说,变色是腐朽的先兆。 4.3.2 变色增加了木材的渗透性由于蓝变真菌菌丝的穿透,形成了许多的小孔,这就增加了木材的渗透性。干燥后的蓝变木材的吸湿性增加,吸潮后腐朽菌易于生长繁殖。 4.3
.3 如果不加 预防,蓝变菌的菌丝能深入到木材的深处,形成内部变色。木材内部变色是由于感染变色真菌的木材表面很快干燥,干燥的木材表面没有足够的水分提供给真菌,使真菌发展成有色的菌丝。这样,木材表面的菌是无色的 (还未发展为有色的菌丝),因此木材表面看不到变色。但是,干燥的木材表面并不能阻止菌丝向木材内部蔓延。如果木材内部是潮湿的,那么菌丝就会在术材内部继续繁殖、发展,从而成为有色的菌丝,造成木材内部变色。 4.3.4 降低木材价值由于变色,使木材的外观、不好看,用户往往拒绝接受这种变色的木材或木制品,特别是作为装饰用术材、家具以及其它木材外观较重要的领域中使用的木材,或者要求降价,因此在商业上,防治术材变色是保持木制品价值的一个重要方面。 4.4 蓝变的预防和控制 1)砍伐后,原木应尽快加工,越快越好因为变色菌和霉菌危害新鲜原木、新鲜锯材、未干燥和半干燥板材,因此采伐后的原木应尽快锯解加工,以减少生物因子侵害原木端头 (新鲜表面)的可能性 2)加工后的木材应尽快干燥原木锯解加工制成锯材后,裸露出的新鲜木材表面增加,其含水率正适台变色菌的繁殖、生长,因此应尽快将木材的含水率降低至20 以下,亦即尽快将木材干燥。 3)及时用防变色药剂处理木材(原木、锯材) 如果砍伐后的原木不能及时进行锯解加工,而又是容易蓝变的树种(如橡胶木、某些松木、枫木等),则需进行防蓝变处理。如果原木锯解后的锯材不能及时进行窑干,
或在窑干前进行气干(自然干燥、风干),则应及时用防蓝变剂处理。如果木材已经变色,防蓝变药剂不能将变色除掉。但是,防蓝变药剂可防止真菌在未变色的木材上的移殖(形成菌落)和生长。 a.防蓝变/防霉的处理方法原木的处理方法很简单,将防蓝变剂喷淋到原木端头即可。在树皮剥落的部位,也要喷淋防蓝变剂,以防止蓝变菌从边皮部位侵入木材。锯材的处理方法有两种:一种是锯解后的锯材马上单根地在浸渍槽中浸泡,浸渍时问通常为 1 5秒~3O秒。另一种方法是将锯解后的锯材堆垛,捆绑后,用叉车将材堆吊人浸泡槽中,浸泡 2~3分钟(以每根木材都浸到防兰变剂为准),然后吊出,重新堆垛,此时要在各层木材之间加入隔条使空气能在各层木材之间流动。 b.防蓝变/防霉的处理量木材用防蓝变/防霉剂处理,处理量通常以木材的面积来计算。因此,处理量与木材尺寸、药剂的使用浓度等相关。以木材的尺寸为2m 长、 10cm宽、5cm厚为例,每根木材的面积为:(2× 0.1)× 2 (2×0.05)×2 (0.1×0.05)×2— 0. 61m ,每m。木材为100根,总面积为61m。。例如,用Antiblu 20EC处理木材 Antiblu 20EC 的使用浓度为1.oH,因此1升Antiblu 20EC浓缩液可配成1O0升防蓝变/防霉剂工作溶液,即100 kg溶液。而要求的处理量约为 ZOOg/m ,即0.2 kg/m ,故,lkg Amiblu 20EC浓缩液(100 kg防蓝变/防霉剂工作溶液) 可处理的木材数量为:100kg÷ZOOg/m。一500 m 。而1111 木材的面积为6
1m ,所以,lkgAn tiblu 2OEC 浓缩液可处理木材500÷61= 8.2 m 3 。 c.木材的后处理防蓝变/防霉处理后,必须遵循(采用)适当的堆垛和干燥方法,以避免木材二次变色 应将处理后的木材码放在通风良好,且防雨的地方, ·】2· 例如气干棚.以防止雨水淋湿木材 同时这也有助于减少干燥缺陷.如开裂、扭曲等。木材进行防蓝变/防霉处理后,建议在干燥实践中采用如下堆垛法:木材材堆的宽度不宜超过1.8m,否则材堆中部木材的干燥将很慢 村堆的长度则取决于木材的长度、干燥棚的高度和空间的大小。相邻材堆之间的距离一般应大于45cm),材堆基础应为水泥地面,或能在干燥期间保持干燥,而且无种子,垃圾等杂物。木材材堆上方必须有棚子(顶).以保证在任何情况下材堆都不被淋湿材堆下面应有支撑物。建议使用可移动的水泥砖,高度以O.3m 或为宜.支撑物之间的距离应与隔条的距离相等。隔条应使用相同厚度并经创光的木材,而且应完全气干或窑干,以减少其所支撑的木材开裂 隔条的码放应上下对齐。另外,如果材堆所有外侧(外边缘)都呈垂直平面,则有利于材堆边部木材的均匀干燥请勿使用厚度小于25ram 的隔条。板间距离应达到1 5 50ram,以使空气可以垂直流动。 5 防蓝变剂/防毒剂五氯酚钠(NaPCP)在我国一直用于控制(防止)蓝变和霉变的产生 氯代酚类如四氯酚、五氯酚、五氯酚钠等用于木材保护已有50多年的历史,而且抑制木材蓝变、霉变和腐朽非常有效。但是,自从发现氯代酚
类化合物中含有致癌的 dioxin类化合物后,氯代酚类化合物就逐步被越来越多的国家禁止使用了。五氯酚钠的危害包括:致癌,损害中枢神经,导致血液系统紊乱,损害肝和肾、引起胃疼、呕吐、恶心、发烧,刺激眼睛、皮肤,呼吸系统禁止使用五氯酚钠的国家有:瑞典,德国,西班牙,智利,丹麦,瑞士,意大利,希腊,印度尼西亚,日本,新西兰,澳大利亚,美国(限制使用)。自从8O年代以来,世界许多研究机构进行了高效、低毒、无污染的防止木材蓝变、霉变的保护药剂的筛选、开发,筛选的化合物多达近千种。目前,得到大多数国家普遍认可的新的化合物包括:氰硫基甲硫基苯并噻唑(TCMTB)、甲叉双硫酚盐(MBT)、3一碘代一2一丙炔基甲酸丁胺(1PBC)、季镀盐[如:二癸基二甲基氯化铵 (DDAC)]、八羟基喹啉铜、三唑类化台物(如: azaconaz|e,hexaconzole)、百菌清(chlorothalonil) 等在选择防蓝变剂/防霉剂时,需考虑药剂的各种性能,包括: ① 防蓝变/防霉的效果;② 药剂对人畜的毒性;@药剂的挥发;④ 药剂的腐蚀性;⑤ 药剂的稳定性;@药剂对环境/生态的影响;⑦ 药剂的可燃性;⑧ 药剂的成本(特别是处理成本—— 处理每立方米木材的成本);@是否容易使用。现将防蓝变剂/防霉剂的主要商品名称和生产厂家附文后供参考。
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