竹材防护技术[作者] 中国竹子网[单位] 中国竹子网[摘要] 竹材细胞壁组成物质含量与木材中的阔叶材相似,非细胞壁物质含量较阔叶材高,如淀粉、还原糖、蛋白质、脂肪、矿物质等,能给许多种类的细菌、真菌和蛀虫提供充足的营养物质,使竹材及其制品在贮运、加工和使用过程中,极易发生霉变。
菌腐和虫蛀为害,影响其质量,降低甚至完全失去使用价值。
[关键词] 中国竹子网,竹材,防护技术(一)竹材防护的重要性竹材细胞壁组成物质含量与木材中的阔叶材相似,非细胞壁物质含量较阔叶材高,如淀粉、还原糖、蛋白质、脂肪、矿物质等,能给许多种类的细菌、真菌和蛀虫提供充足的营养物质,使竹材及其制品在贮运、加工和使用过程中,极易发生霉变。
菌腐和虫蛀为害,影响其质量,降低甚至完全失去使用价值。
竹材防护就是在竹材采伐后和加工过程中进行必要的处理,以防止其发生霉变、菌腐及虫蛀。
为害竹材的真菌种类繁多,在真菌门(Eumyota)的5个亚门中,就有接合菌亚门(Zygomycotina)、子囊菌亚门(Ascomycotina)。
担于菌亚门(Basidicmycotina)和半知菌亚门(Deuteromycotina)等4个亚门的许多种真菌对竹材产生为害.仅主要产生霉变为害的常见霉菌就有毛霉、青霉、木霉、曲霉、枝泡霉等。
真菌对竹材的为害主要6%专和菌腐两大类。
竹材霉变真菌多以非细胞壁物质为养分,对细胞为害轻微,基本不影响竹材的强度.但有色的菌丝、泡于和菌丝分泌的色素,会在竹材表面形成蓝、褐、灰色霉斑.甚至造成相当深度的染色,即使用漂白剂处理或表面刨削也难除净,使竹材失去其天然纹理和色泽,大大降低竹材及竹制品的价值。
竹材腐朽真菌还能分泌纤维素、半纤维素水解酶系。
如纤维素内切酶(GE)、纤维素外切酶(CBHI)和β一葡糖苷酶,β一木聚精外切酶,β一木聚糖内功酶,β一木糖音酶,l,4 —β—卜甘露糖酶等;有的能分泌木质素降解酶系,如:木质素过氧化酶(Mn—P)、漆酶、依赖锰过氧化物酶(Mn-P)等,因此,竹腐真菌能通过降解纤维素、半纤维素,甚至是木质素等细胞壁物质来获取营养物质,使竹细胞被摧毁,机械强度降低甚至完全失去使用价值。
干竹材的虫害,除在一些地区会。
受白蚁为害外主要受鞘翅目长蠹科(Bostrchidae)、粉蠹科(Lyclidae)和天牛科(Cerambycidae)等多种蛀虫为害。
如:长蠹科的竹长蠹(Dinoderus.)、日本竹长蠹(Dinoderus japanicus)、大竹蠹(Bostrychopsis parallela)、角胸长蠹(Parabostrychus sp.)、粉蠹科的竹褐粉蠹(Lyctus brunneus Stephens)、中华粉蠹(Lyctus sinensis Lesne)天牛科的竹虎天牛(Chlorophorus annularis)、竹红天牛(Purpuricenus temminckii .G .M.)等。
虽然竹蛀虫主要吸取非细胞壁物质为养分,但它们在蛀食时并无这种选择,蛀食的是整个细胞组织,形成许多蛀道,使竹材机械强度受损,降低竹材、竹制品的使用价值,严重时,竹材大部甚至几乎全部被蛀损,竹黄和竹青也到处是成虫蛀入和蛀出的孔道,而完全失去使用价值。
由此可见,竹材防霉变、防菌腐和防虫蛀等防护技术的研究和在生产中的推广应用,在竹材开发利用的生产活动中,是一个极为重要的问题,其重要程度远超过木材。
然而竹材防护技术的研究和应用,远不如木材那样深入广泛。
所幸的是,竹材和木材的霉变、菌腐和虫蛀的生物学机制和生物化学过程是类似的,因此,木材的防护技术可作为竹材防护的借鉴。
(二)竹材防护技术竹材的结构和化学成分,为虫菌的滋生繁衍提供了充分的物质条件,但虫菌的繁殖还需要一定的条件,如温度、水分、酸碱度等。
霉菌和腐朽菌,多数生长温度范围为10~40℃,最适温度为20~30℃,只有少数种类具有耐热或嗜热习性,生长温度范围为20~30℃。
多数要求竹材含水率在20%以上(相对湿度75%以上),但当到达饱和状态后,除软腐菌外,多数霉腐菌的繁殖受到抑制。
多数霉腐菌所要求的最佳酸碱度为PH=5左右,不过也有些耐酸耐碱者,在 PH低到1。
5或高到11时,仍能生存。
蛀虫的最适生长温度为20~30℃。
当环境温度降至10℃左右或升到35~38℃时,蛀虫的活动能力大大降低。
当环境温度继续降至0~5℃或升至40~45℃时,蛀虫停止发育和蛀食活动,处十冷麻痹或热麻痹状态,在短时间内,若温度向最适温度方向恢复时,蛀虫可复苏过来逐渐恢复活力。
当环境温度继续降至一5℃或升至48~52℃时,就达到了蛀虫的致死温度范围,经短时间后即会死亡。
竹材霉变、菌腐和虫蛀的防护技术,就是要人为地造成使它们不能进行正常生理活动的环境。
总的要求是: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。
但目前尚无任何一种药剂能同时满足上述各项要求,应根据生产实际(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。
竹材的虫菌为害防治方法有物理方法和化学方法两大类。
1·物理方法(1)浸渍:将竹材浸没于清水(流水或定期更换的清水)中,溶出部分水溶性营养物质,并使细胞充满自由水一造成缺氧环境,以预防和消除虫菌为害。
(2)干燥:将竹材烘干或晒干。
经烘晒过程,一方面可因加热杀死虫菌,另一方面又可因水分减少致虫菌难以生存。
(3)电磁波辐射:用远红外线(波长25~199μm)、微波(波长103~105μm)照射,可引起竹材内部分于的振动、转动的共振吸收。
这种能量吸收效率很高,可在短时间(几十分钟或十几分钟)内,使竹材外表和内部同时升温至虫菌的最高耐受温度以上而致死。
此外,紫外光(波长4~400μm)、x一射线、y一射线等均可破坏虫菌体内的生物活性物质,使虫菌致死。
(4)气调:调节竹材贮存环境的气体组成,降低氧气含量,造成缺氧状态,使真菌不能生长,蛀虫窒息而死。
(5)蒸煮:加热蒸煮,除去部分可溶性物质,杀死虫菌。
物理方法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。
2·化学方法(1)杀虫灭菌药剂:主要有有机化合物和无机物两大类。
有机药剂主要有:卤烃类,如氮丹、1,2二溴乙烷、溴甲烷等;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;有机磷类,如信硫磷、辛硫磷、马拉硫磷、甲胺磷等;氨基甲酸酯类,如仲丁威、多毒灵(MBC)、残杀威等;除虫菊酯类,如_二氯苯醚菊酯等;季铵盐类,如溴化十二烷基二甲基苄铵(新吉尔灭)等;睛类,如百菌清等;有机金属化合物类,如双三丁基氧化锡(TnBTO)等;硫氨酸酯类,如亚甲基二硫代氰酸酯(MBT);羧酸及其盐类,如醋酸、醋酸铅、环烷酸铜(或锌)等。
无机药剂主要是:硫酸铜(CuSO4·5H2O)、重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O)、三氧化铬(CrO3)、砷酸氢钠(Na2HAsO4 2H2O)、五氧化二砷(As2O5·2H2O)、硼酸(H3PO3)硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、四水合八硼酸钠(Na2B8O13·4HO)、三氧化二硼(B2O3)、氟化钠(NaF)、氟硅酸钠(Na2SiF6)、氯化锌(ZnCl2)、硫酸锌(ZnSO4)、氯化泵(HgCI2)、氨水(NH3·H2O)等。
这些杀虫灭菌剂可单剂使用,但为使制剂的药效具有广谱性,甚至兼有杀虫灭菌双重作用,多配成复方制剂使用见(表)。
竹材浸渍处理用药济、配方、有效时间及防护性能防护体系组成及配方 处理方法及时间 适用范围 性能 硼酸3.6份十硼砂2.4份十水100份 将竹半成品置于溶液中浸清28h左右,取出晾干 竹制品 防霉防蛀 五氯酚1~3份+酒精(30-40度)97~99份浸渍3~5min或对试件作涂刷处理 竹编制品 防霉防蛀A.五氯酚钠5份十水95份B.硫酸锌3份十水97份 将处理件先置于A液浸渍15min,取出晾干(不能晒太阳),再置B液中浸渍15min,取出用清水漂洗干净竹材及其制 防霉防蛀A.五氯酚钠5份十水95份B.明矾3份十水97份 将处理件先置于A液浸清15min,取出晾干(不能日晒);再置于B液中煮沸15min,取出用清水漂洗干净竹编制品 防霉防蛀A.五氯酚钠1份个水99份B.NaCl1份十水99份 将处理件先置于A液(50~60℃)浸渍30mimn取出晾干(不能日晒),再置于B液浸渍5~6h,取出后用水漂洗干净。
竹编制品 防霉防蛀A.五氨酸钠5份十敌敌畏0.5份十马拉松0.5份十水94份B.松节油4份十五氯酚2份十清漆94份将处理件置于A液中浸渍2h,取出用B溶液涂刷。
竹材其制品 防霉防蛀 松香脂胶8份十0.2%五氯酚钠92份 浸漆2min 竹材及其制 防霉防蛀 酚醛树脂液8份十0.2%五氯酚钠92份 浸渍2mimn 竹材及其制 防霉防蛀A.过氧化钠溶液5份十水95份 B.2%稀盐酸 先置于A液中浸渍5~10min,取出用清水冲净.再置于B液浸渍,待出斑清除干净后,取出用清水冲净。
已长霉或有霉迹的竹制除毒脱色A.5%过氧化钠水溶液 B.5%冰醋酸水溶液 先置于A液中浸渍10min,使竹材去除霉斑,再置于B液浸清15min,取出用清水冲洗,晾干。
有霉变竹材 除霉脱色0.1%亚甲基双硫代氰酸酯(MBT) 置于其中没演24h,药剂含量2.3% 竹材 防霉 A.14.8%CuO+26.6%CrO3+34.0%As在一定的真空条件下在B液中进行浸渍处理2h 竹材木材 防霉防腐防蛀3O+24.6%H52O简写CCA)B.A液4份十水96份l%2,5一二氯一3一溴演酚水溶液(简写DP)加入硼化物可提高防霉效能 浸渍处理 24h,吸药量 7.65%。
半年内无霉变 竹材木材重铬酸钠56份十硫酸铜33份十五氧化二砷11份相混合取上述混合剂(CCA)2.5%的水溶液浸清 24~48h 防霉防蛀效果好氟化钠30份十硼酸20份十硼砂30份十重铬酸钠20份混合剂(FBBCr),配制为l%的水溶液浸渍处理36h 竹材制品 防霉防腐效果好福美双(TMTD)1.5份十水98.5份 真空侵渍处理仆 竹材 防霉效果较好多菌灵(BCM)1.5份十水98.5份 真空浸渍处理 lh 竹材木材 防止霉效果较好氨27份十硼酸68份十硫酸铜 1份+水 99.5份十上述混合剂0.5份(ABC)浸渍36h 竹材 防霉效果好硼酸1.5份十硫酸铜3份十醋酸4份混合剂,配制为6%的水溶液浸渍 竹材 防毒效果好 硫酸铜5.6份十重铬酸钠5.6份十醋酸0.25价混合剂,配制为州的水溶液(CCA)浸渍 竹材 防毒效果好 硫酸铜1份十重名称酸钠6份十硼酸3浸渍 竹材 防霉份十氯化锌5份混合剂,8%~25%的水溶液(ZnCCB)硼酸2.5份+硼砂 2.5份十水95份(B浸渍处理约20d 竹材 防霉 B)A氟化钠5份+水95份先浸于A液数小时,再用B液涂刷 竹材木材 防霉防火 B.沥青溶于汽油溶剂(1:1~3)(2)处理方法:不同形状的竹材或制品,不同的药剂,要采用不同的处理方法,可从以下几种处理法中选用。