木材功能性改良技術(shù)是針對(duì)木材在使用過(guò)程中存在的缺陷和不足而進(jìn)行的改良措施 ,內(nèi)容包括 :防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定化、強(qiáng)化或軟化、染色和漂白等 ,其特點(diǎn)主要是利用具有某種性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)處理木材 ,使其達(dá)到所要求的目的。國(guó)外對(duì)木材功能性改良的研究已有較長(zhǎng)的歷史 ,我國(guó)起步較晚 ,尤其是染色、漂白、強(qiáng)化等的研究更是遲于國(guó)外。隨著國(guó)際間科學(xué)技術(shù)的交流 ,我國(guó)在該領(lǐng)域的研究也逐步活躍起來(lái)�，F(xiàn)在 ,不僅是科研院所、高等院校 ,就連企業(yè)界對(duì)木材功能性改良技術(shù)也都給予以高度重視。此外 ,因楊木、杉木、馬尾松等速生人工林木材正成為我國(guó)主要的工業(yè)用材樹(shù)種 ,而人工林木材自身存在的不足 ,給企業(yè)的生產(chǎn)和銷售帶來(lái)許多問(wèn)題。因此 ,對(duì)改性技術(shù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈和迫切。
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展 ,人們對(duì)居住條件、生活環(huán)境要求越來(lái)越高 ,木材作為一種重要的建筑、裝飾和裝修材料將越來(lái)越多地發(fā)揮著重要作用。我國(guó)目前對(duì)木材功能性改良研究的深度和水平還未達(dá)到能生產(chǎn)出滿足社會(huì)需求的產(chǎn)品的程度 ,因此有必要對(duì)我國(guó)木材功能性改良技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行探討�！�
1 多功效性[1 , 2 , 3]
多功效性是指用一種改性劑處理木材 ,使木材兼具幾種 ,如防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定、增強(qiáng)木材的力學(xué)性能等功能。因?yàn)橐兹�、易受生物危害、尺寸不穩(wěn)定是木材“天生”所具有的缺陷 ,木材不論以何種形式使用時(shí) ,這種缺陷依然存在。有時(shí)三者同時(shí)表現(xiàn)出重要性 ,有時(shí)則阻燃最重要 ,防生物危害次之 ,或者相反。但不論是阻燃還是防生物危害都離不開(kāi)尺寸穩(wěn)定性問(wèn)題 ,因?yàn)闊o(wú)論阻燃或防生物危害效果多么突出 ,只要尺寸穩(wěn)定性差 ,產(chǎn)品的最終使用性能也難以保證 ,應(yīng)用將會(huì)受到限制。最早的木材改性大多是將三者孤立起來(lái)對(duì)待 ,開(kāi)發(fā)的改性劑僅具有單一效果 ,阻燃劑只提高木材阻燃的效果 ,防腐劑只能防止菌蟲(chóng)的危害 ,尺寸穩(wěn)定劑只能提高尺寸穩(wěn)定性。隨著人們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富 ,尤其是近十年來(lái) ,人們逐漸意識(shí)到木材阻燃、防生物危害、尺寸穩(wěn)定性問(wèn)題是不可分割的 ,三者存在相互影響、相互制約的關(guān)系 ,改性劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)逐步向同時(shí)具有防生物危害、阻燃和尺寸穩(wěn)定化的“多功效性”方向發(fā)展。
由于世界性的天然林資源的枯竭 ,大量工業(yè)用材資源由天然林轉(zhuǎn)向人工林。我國(guó)自 60年代以來(lái)即開(kāi)始大面積營(yíng)造人工林 ,全國(guó)現(xiàn)有成林的人工林面積為3 42 5萬(wàn) hm2 ,蓄積量已經(jīng)超過(guò) 7億 m3。由于最初營(yíng)造人工林時(shí)只注重木材產(chǎn)量而忽略了材質(zhì)問(wèn)題 ,使得人工林木材應(yīng)用出現(xiàn)難以適應(yīng)市場(chǎng)的現(xiàn)象。例如 ,南方幾省盛產(chǎn)杉木 ,由于杉木木材軟而脆等力學(xué)性能問(wèn)題 ,使人工林杉木的應(yīng)用受到限制。因此 ,對(duì)人工林木材而言 ,除了防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定化等以外 ,提高其力學(xué)性能也是木材改性的一項(xiàng)重要內(nèi)容。木材改性劑不僅要具有防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定性好 ,而且還要能提高木材的力學(xué)性能。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天 ,加之前人積累的成果以及相關(guān)領(lǐng)域的研究成果 ,為我們創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)條件。
2 環(huán)保問(wèn)題
環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今社會(huì)的一大熱點(diǎn)問(wèn)題 ,人類的健康和環(huán)保意識(shí)大大加強(qiáng)。近年來(lái) ,隨著房改的深入發(fā)展 ,越來(lái)越多的家庭擁有自己的住房。為美化居住環(huán)境 ,室內(nèi)裝修及家具業(yè)迅猛發(fā)展 ,大量的木質(zhì)地板、木質(zhì)家具、木質(zhì)裝修材料涌入家庭 ,成為人們生活環(huán)境的主要構(gòu)件。由于這些材料大都與人直接或間接接觸 ,經(jīng)功能性改良之后是否對(duì)環(huán)境、對(duì)人類有危害成為注目的焦點(diǎn)。
到目前為止 ,木材功能性改良技術(shù)還主要依賴化學(xué)物質(zhì)的作用。有些化學(xué)物質(zhì)本身帶有毒性 ,有些物質(zhì)雖然不帶毒性 ,但在外界條件作用下可以放出有害物質(zhì)。例如 ,木材防生物危害 ,一般都是以含銅、砷、鉻的化學(xué)物質(zhì)防腐效果好 ,但是這些化學(xué)物質(zhì)有的帶有的毒性 ,對(duì)人、畜及環(huán)境危害比較大。因此 ,世界上許多國(guó)家和地區(qū) ,如美國(guó)、歐洲、日本等大大減少了CCA、五氯酚鈉 (Na PCP)等防腐劑的用量 ,有些地方已禁止使用。木材阻燃、木材尺寸穩(wěn)定性的改善、木材染色和漂白、木材強(qiáng)化等等也同樣面臨著環(huán)保問(wèn)題。木材阻燃原來(lái)以含鹵元素的復(fù)合型阻燃體系的阻燃效果好 ,但是含鹵化合物受熱分解釋放出毒性大的鹵蒸氣 ,構(gòu)成二次危害。因此 ,現(xiàn)在正向無(wú)鹵阻燃體系方向發(fā)展 ,以含磷、氮、硼元素的化合物代替鹵素。環(huán)保問(wèn)題的另一方面是改性材料廢棄后的處理問(wèn)題 ,國(guó)內(nèi)外在這方面已有了不少的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。例如 ,防腐油處理的鐵路枕木廢棄后的處理和再利用存在很多問(wèn)題 ,包括能否再利用和是否還產(chǎn)生二次污染 ,這些都應(yīng)在功能性改良處理之前加以考慮。當(dāng)今社會(huì)需要無(wú)污染、無(wú)公害的產(chǎn)品 ,所以環(huán)境保護(hù)是木材功能性改良的一項(xiàng)不可忽視的重要內(nèi)容。
3 功能持久性[3, 4]
功能持久性 ,即長(zhǎng)效性是指經(jīng)功能性改良的材料能長(zhǎng)時(shí)間地保持其功能 ,不會(huì)因外界條件的作用而在較短的時(shí)間內(nèi)失去所具有的功能。目前 ,木材功能性改良遇到的最大問(wèn)題就是化學(xué)改性劑的流失。因?yàn)樗玫幕瘜W(xué)藥劑大多是水溶性的 ,經(jīng)干燥處理去除水分 ,使化學(xué)物質(zhì)留著
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