木材改性第三章(木材防腐剂

ACQ的主要活性成分是铜，常用的铜盐是非水 溶性的二价铜盐；另一活性成分是季铵盐，以 二癸基二甲基氯化铵（DDAC）表示，常用的季 铵盐的来源是二癸基二甲基氯化铵（DDAC）或 十二烷基二甲基苄基氯化铵（BKC）。

优点：抗生物危害性能可与CCA相媲美， 安全性大大优于CCA，是CCA的主要替代者 美国用ACQ处理木材量： 2001年： 35.4万m3

（5）百菌清
百菌清（2，4，5，6—四氯—1，3苯二腈）是 一种广泛使用的农用广谱杀菌剂。它对环境友 好，对菌、白蚁和海生钻孔动物具有良好的效 果。 （6）戊唑醇

3 水溶性防腐剂
主要指能溶于水的对败坏木材的生物有 毒性的物质。 水溶性防腐剂大致可分为三种类型： (1)这类防腐剂中盐类在注入木材后，基 本上保持原来的性质不变，没有抗流失性 能。 (2)这类防腐剂中部分活性物质能与木材 结合，起到部分抗流失作用。 (3)这类防腐剂的活性物质能在木材中产 生化学作用而固定，有抗流失作用。
第三章 木材防腐剂
引言
一.定义
能使木材免于各种生物（真菌、昆虫
和海生钻孔动物）的侵害，提高木材的
耐久性，延长木材使用寿命的化学药剂
称为木材防腐剂。
1、木材败坏的方式
机械或力学破坏
化学-电化学讲解
火灾 木材的风蚀 生物败坏
二.微生物生长繁殖的条件
（1）营养物质： ①木腐菌：木材细胞壁物质→单糖

使用CCA防腐剂，可延长木材使用寿 命5－10倍。 广泛应用于建筑、煤矿、海港、家具等 行业的各类木材的防腐、防蚁、防虫处 理。 同时可替代氯丹做建筑毒土处理，以预 防白蚂蚁。

（2）复合防腐剂-ACQ
ACQ：季铵铜 组成：二价铜盐＋烷基铵化合物＋氨或胺
CuO ： 5.0％

DDAC ：10.0％
三.木材的腐朽
（1）白腐

①特点：由白腐菌破坏木质素，同时也破 坏纤维素和半纤维素，使受害材退色或呈
白色纤维状的腐朽形态。

发生白腐时往往在材面上出现黑色或褐色
细线。木材仍保留原来尺寸和形状，材质
变软。
②白腐材类型：
筛孔状、层状、大理石状、海绵状腐
朽。

③破坏方式： 菌丝先从阻力最小的通道——细胞腔进 入，而后按细胞壁S3层——S2层——S1 层——P（胞间层）顺序进行破坏。


①改变了木材的化学组成
褐腐菌危害松木前后化学组成的变化
化学组成 纤维素（%） 木质素（%） 灰分（%） 健全材 半腐朽材 58.0 23.0 1.16 23.3 23.6 1.49 腐朽材 6.0 20.1 1.78
（4）腐朽对木材性质的影响


②对物理力学性质的影响
褐腐菌危害松木前后物理力学性质的变化
物理力学性质 健全材 半腐朽材 91 81 59 腐朽材 75 55 39
全干质量（%） 100 抗弯强度（%） 100 抗压强度（%） 100
四.防腐剂的防腐机理
（1）机械隔离：
将暴露的木材表面保护起来，阻止木材与 外界环境直接接触，以防止微生物的侵害， 如装饰涂料。
（2）毒性防腐
靠防腐剂的毒性抑制微生物的生长，或 微生物吸收防腐剂而被毒死。
（注意：并非所有树种的木材都适合于作为养料 原因是…）
②霉菌和变色菌：边材含的低聚糖、淀 粉。
（2）水分：
①木材含水率﹤20%→干燥木材
或者木材含水率﹥100%→水存木材，均 可抑制微生物的降解。 ②最适宜的含水率范围：35%—60%。 小结：湿千年，干万年，不湿不干一、二年。
（3）温度：
真菌只在一定温度范围内生长，并有其最适
七 常用的木材防虫剂
木材防虫剂就是将它喷雾、涂刷或 浸注到木材中，然后因害虫接触木材 或取食木材而被杀死，这类化学药剂 通常称为木材防虫剂。
1、木材防虫剂的分类 （1）按照虫体吸收药剂的部位分类 ①触杀剂：指与虫体接触后，使害虫中毒致 死的药剂。 它可以溶解于昆虫表皮的脂肪中，而进入 体内组织，侵害其神经或其它器官细胞， 制止代谢而造成昆虫死亡（有机磷等） 。


（2）环烷酸铜 [C10H19C00]2Cu 黄绿色黏稠液，具有良好的防腐作用， 对人畜毒性低，化学性质稳定。 对抵抗和预防海生钻孔动物十分有效， 还可作为电缆、布匹和皮革等防腐、防 霉剂。 与煤杂酚油（3︰7）或船底漆混用可以 预防海生钻孔动物对木材的侵害。

（3）8-羟基喹啉酮
②硼化物 ：硼砂 、硼酸 。 硼酸盐具有杀菌、杀虫和阻燃的性能，它即 使单独使用也是一种有效的防腐剂。硼化物对 人畜无毒害、无色、无臭，渗透性好。 硼化物的毒性和用途： 作木材防腐剂的硼 化物主要有硼砂、硼酸和八硼酸二钠。硼砂防 菌效果不如硼酸，但防治家天牛、长蠹和粉蠹 的效果较好。硼砂对彩绒革盖菌的毒性极限是 1．5kg／m3，而硼酸对此菌的毒性极限为 1．0kg／m3。 在防治变色菌方面，硼酸盐也是非常有效的。 但防白蚁的效果比较差，抗流失性能也不好
– 熏蒸仓库害虫，港口船舶仓中害虫，还用 于园林消灭越冬害虫，防治活树蛀虫，杀 灭木材、棉花以及日用商业的害虫，它对 杀灭各种白蚁也有效 。
生长温度、最高和最低生长温度； 最适生长温度：25～40℃； 温度﹥45℃或﹤10℃，真菌的生长受到抑制； 温度﹥50℃热处理合适的时间，均可杀灭菌
源。
（4）空气： 大多数真菌是好氧菌，需要空气才能生长。 真菌生长发育的最低空气量：为木材体积 的5%。
因此，致密的木材内如果含水率很高，木
材内就缺乏空气，真菌的生长受抑制。 （5）酸度：木腐菌一般喜弱酸性介质 （pH=4.5~5.4）。
④破坏后分析，
白腐菌对麦杆的作用
木素↓→碎片；纤维素、半纤维素↓→ 单糖；木材的韧性↓，其它强度下降 少。可以利用其进行生物制浆。
（2）褐腐
①特点： 引起木材褐腐的真菌为褐腐菌，由褐腐
菌破坏纤维素和半纤维素，使受害材呈 红褐色或棕褐色裂块状的腐朽形态 褐腐木材的强度特别是抗冲击强度明显 下降，材质发脆。晚期，受害材干燥后， 有纵横交错的块状裂隙，容易捻成粉末。
六、常用的木材防腐剂
1、油质防腐剂 （1）定义：指具有足够毒性和防腐性能的 油类。 （2）特点 木材防腐工业上实际使用的油类防腐剂 有煤焦油，煤杂酚油(克里苏油，也称木 材防腐油)、煤杂酚油与煤焦油或石油的 混合油，主要使用的是煤杂酚油以及它和 煤焦油或石油的混合油。
1、油质防腐剂 通常是煤焦油及其分馏物如煤焦杂 酚油、蒽油和煤焦杂酚油与石油混合 液等。对危害木材的大多数生物具有 很高的毒杀力。
②腐朽材类型：袋状、块状、海绵状
等腐朽。
③破坏方式：
菌丝破坏木材细胞壁的顺序为：细胞 壁S2层——S1层——S3层或S2层— —S3层——S1层。 破坏后分析，纤维素分子链断裂，强
度下降很多，故不能用其制浆。
（3）软腐系由软腐菌破坏木材细胞壁的
S2层所形成的一种腐朽形态。

①特点： 这种败坏相当普遍，许多使用环境中都可
（2）复合防腐剂-CCA
组成：铜＋铬＋砷（C型） CuO ：17.0-21.0％ CrO3 ：44.5-50.5％ As2O5 ：30.0-38.0％ 优点：广谱、长效、价廉 2000年北美用量70000-80000吨，处理木材 量约1,600万m3，约占住宅用防护木材的80％， 或南方松的44％ 缺点：含砷、铬，对环境有危害 2003年12月31日前逐步限制使用，2004年1 月1日禁止使用于民用场所，26个以上国家已 限 制使用，还将进一步限制，日本早就不用。
①煤杂酚油 A、来源：指煤焦油蒸馏产物，馏程范围一 般从200～370℃（或400℃），成分众多 而复杂，主要由上百种各种芳烃成分组成 的混合物。并含有相当数量的焦油酸类和 焦油碱类。 B、成分与性质： 比重一般在1.03～1.10之间。暗红褐色的 粘稠液体，未脱晶产品常析出结晶体。 C、用途： 用于室外木材极其制品的防腐 处理。
③砷化物
：三氧化二砷，五氧化二
砷，砷酸，砷酸氢二钠和亚砷酸钠等。 毒性和用途：能抗菌，但主要是杀虫， 对某些霉菌的毒性不强，有时还能促 进霉菌的发展，并将砷化物分解为有 毒气体。

④铜化物 ：CuSO4· 2O ，[Cu(OH)2] ， 5H [CuCO3· Cu(OH)2] 。
毒性和用途：铜化合物对真菌有一定
2、有机溶剂防腐剂
定义：为溶解于有机溶剂的杀菌、杀虫毒性药 剂的溶液。 特点：毒性强、易吸收、持久；处理材干净、 变形小；成本高、易燃。

（1）五氯苯酚 C6CI5OH 简称五氯酚PCP或Penta。其纯品为 白色结晶体，难溶于水，易溶于某些有机 溶剂如醇或芳烃等。 对真菌有较高的毒效，对蛀木昆虫、白 蚁也都具相当高的毒杀力。其钠盐为高效 的防霉剂，常与其他药剂混合使用。 用途：用于细木工、建筑材等室内处理， 也可用于枕木、电杆等室外处理。
Cu—8
有机铜盐螯合物，溶解于脂肪族和芳 香族的石油溶剂中，加助溶剂可制成 乳剂。它作为低毒害防腐剂可以处理 与食品接触的木材，并具有预防边材 变色的效果。也可用作线，皮革和乙 烯基塑料的防霉剂
（4）有机锡 三丁基氧化锡简TBTO． [(C4H9)3Sn]2O ， 三丁基氧化锡对败坏木材生物的毒杀能力 很强。比煤杂酚油大几百倍，比五氯苯酚 大20倍，且其毒效期长。 三丁基氧化锡对褐腐特别有效，它的杀虫 效果也很好，在保持量为lkg／㎡的情况 下就能有效地防治家天牛。
毒性。 对金属Fe有强烈的腐蚀性，抗流失性 较差。

⑤五氯酚钠 ：C6Cl5ONa，简称： PCP—Na 。
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毒性和用途：具有防腐、防虫的效果，
特别是防霉效果好，与硼酸混合使用可作 防治青变的处理剂 五氯酚钠有刺激性，会引起皮炎，现已少 用。