木材保护学复习题

原木的保存方法：干存法（堆垛气干、药剂法、剥皮气干），湿存法，水存法

湿存保管的条件：1）新采伐健康材、无菌虫侵害的带皮原木；2）原木保持高含水率状况；

3）原木树皮保持完整；4）保管期限在一年以下。其优点：适用于大批量原木保存，且成本低廉。

水存保管的条件：水存多适合水运材；利用河水等，或者利用低洼地改造2米深水池。其优点：方法简单，安全，成本低，经水存的木材色泽如初，既无腐蚀、虫蛀，也无干裂现象，力学强度几乎不损失。

各种堆垛通风垛、顺式垛、交叉垛

木材的防腐工艺

预处理：预处理的目的在于使防腐剂能均匀地较深地渗入木材，它包括去树皮、干燥、刻痕等。干燥的目的：目的：第一，一般的处理很难使防腐剂渗透到整个木材中，心材最不易渗入，所以干燥处理后再经防腐处理，能保证木材内部也不发生腐朽。第二，木材含水率对防腐剂的注入量有很大影响，在高含水率状态下木材孔隙被水充填堵塞，阻断了防腐剂的渗透通道，使注入量減少；另外高含水率情况下处理的木材，随着水分蒸发防腐剂会被带到材面析出（对水溶性防腐剂而言），影响防腐效果和后续加工。干燥处理有利于防腐剂吸收，一般要求含水率在25﹪－35﹪以下。第三，干燥后再进行防腐处理的木材可直接使用，如机械加工、油漆、胶结等。

常压防腐处理：浸泡法、扩散法、冷热槽法、熏蒸法

加压防腐处理：

满细胞法半限注法空细胞法正负频压法（OPM) 高低频压法（APM) 双真空法

防腐剂的防腐机理主要有：机械隔离：如装饰涂料；毒性防腐：用毒性抑制微生物生长或毒死微生物

木材防腐原理：通过某种手段，消除微生物赖以生存的必要条件之一，来达到自治旗泛指的目的，从而达到防腐的目的。

木材防腐原因：木材是植物性原料，具有明显的生物特性，木材中含有纤维素、半纤维素、木质素等，这些都容易被微生物分解。

木材腐朽的发生条件：营养，水分，温度，空气，传染，酸度。

防腐剂的选择原则：1.毒效大：具较强的毒杀作用。2. 持久性与稳定性好；防腐剂的物理化学性质稳定；具抗流失性、不挥发和抗氧化损失。3. 渗透性强：容易浸透木材内部。并有一定深度。4.安全性高：对人畜的危害要小。

5.腐蚀性低：对各种金属腐蚀小，偏于中性的比较理想。

6.对木材材性损害小：对木材性能无损伤或甚小，不影响木材加工性能。

7.价格低廉,货源广。

8.不污染环境

常见防腐剂的种类

油类防腐剂 油载防腐剂 水载防腐剂

油类防腐剂的特点和使用范围

优点：广谱性防腐剂；耐久性好，不易流失；对金属腐蚀性低，可采用铁制处理设备和容器；货源广泛，价格便宜，

缺点：有辛辣气味，对皮肤有刺激；处理后木材呈黑色，不便油漆和胶合；燃烧时产生大量浓烟；处理材在温度变化下，溢油现象，造成环境

油载防腐剂的特点和使用范围

油载防腐剂：是指一类能溶于有机溶剂的具有防腐能力的化合物，又称有机溶剂防腐剂

与油性防腐剂区别： 1）防腐油本身含有几百种防腐能力化合物有机溶剂防腐剂含一种或几种 2）防腐油不需要溶剂

水载防腐剂的特点和使用范围

优点：价格低廉，处理后木材干净，不会增加木材的可燃性

缺点：木材经过处理会发生膨胀，抗流失较差

简述ACQ CCA的区别与特点，以及使用情况。

CCA:处理后的木材呈浅绿色。1 能有效杀菌、防虫、防白蚁和防海生钻孔动物。2 有效成分能固定在木材中不容易流失。3 对处理材的表面质量影响小，对木材的涂饰和胶合影响小。4 对木材的力学性能影响小。应用：枕木、坑木、电杆、海港桩木、园林景观木等

缺点近年来北美地区发现部分人群对CCA有轻微过敏反应，废弃后无法降解

ACQ：纯兰色液体，处理木材后的颜色为绿色。略带氨味，抗流失性强，不降低木材强度，不影响油漆。通过ACQ 处理的木材可保证在40年内不受腐朽和白蚁的侵蚀。

特点（与CCA相比）

优点：毒性低，对环境无污染容易降解。缺点：抗流失性差，成本为CCA的3倍左右

阻燃剂的选择原则

1.在火焰温度下能阻止发焰燃烧，降低木材的热降解及炭化速度；

2. 阻止木材着火；3组织除去热源后的发焰燃烧和表面燃烧；4.具抗流失性、不挥发和抗氧化损失；5.对木材性能无损伤或甚小；6.不腐蚀金属；7.不影响木材加工性能；8.价格低廉,便于使用；9.不污染环境；10.不析出木材表面

阻燃剂的的种类与特点

根据是否参加反应分为：反应型和添加型；根据化合物类型分为：有机阻燃剂和无机阻燃剂；根据所含元素分为：硼系列阻燃剂、磷系阻燃剂、卤系阻燃剂、氢氧化铝；还有其他型：混合型。

卤素及其化合物

卤素及其化合物对木材燃烧的抑制作用主要在着火及燃烧阶段。在着火和燃烧的温度区域内，卤化物受热分解出卤素，由此可稀释可燃物混合气体的浓度而抑制着火和燃烧，或者是密度大的不可燃物卤素蒸气在可燃物表面形成覆盖层而阻燃。卤素阻燃剂是自熄性阻燃剂，其阻燃机理是：物理覆盖：卤素系列阻燃剂受热分解，释放出卤化氢，卤化氢是难燃性气体，不仅稀释空气中的氧，更重要的是它们比空气重，在木材燃烧火焰区取代了空气，形成覆盖保护膜，使木材的燃烧速度减缓或熄灭。卤素抑制燃烧作用与氢卤酸结合能有关，结合能大的很难在燃烧中分解，阻燃效果差。阻燃效果依次是I＞Br＞Cl ＞F。卤化物的最大缺点是具有较高的吸湿性和潮解性，对木材的物理力学性质产生不良影响。

硼系列阻燃剂

硼系列阻燃剂为膨胀型阻燃剂，遇热产生水蒸气。本身膨胀形成覆盖层，起隔热、隔空气的作用，从而达到阻燃的目的。硼系列阻燃剂包括硼酸（H3BO3）、硼砂(Na2B4O7.10H2O)、多硼酸钠、硼酸胺等硼化物。以硼酸为例，热分解时，硼酸为低熔点化合物，受热高于70℃时，失水生成偏硼酸，加热达140-160 ℃是生成四硼酸，继续加热，四硼酸脱水生成B2O3，其软化呈玻璃状薄膜，覆盖与燃烧的木材表面，其到隔热排氧的功能。

磷及其化合物任何含磷化合物在聚合物燃烧时都有ＰＯ·形成。它可以与火焰区域中的氢原子结合，起到抑制火焰的作用。磷系阻燃剂在阻燃过程中产生的水分，一方面可以降低凝聚相的温度，另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度，从而更好地起到阻燃作用。

磷-卤系阻燃剂

磷-卤型阻燃剂是一类含卤较低的阻燃剂,其协同阻燃作用已被许多实验所证实。燃烧时能产生聚偏磷酸、三卤化磷、三卤氧磷等,它们相互作用,覆盖于聚合物表面以隔绝空气,从而发挥了凝聚相和蒸气相阻燃作用

磷-氮系阻燃剂阻燃机理1、P、N化合物在高温下形成膨胀性焦碳层，起隔热阻氧的作用；2、N化合物通过对P的亲核袭击作用，使聚合物形成许多P-N键，有利于进行脱水炭化反应；3、含N集团对P化物中的R-O-P键产生亲核作用，使P以挥发性胺盐的形式保存下来，具有组织暗火的作用。

有机阻燃剂-氨基树脂其阻燃机理是在150-180℃开始发泡，起到隔火作用，并在高温下放出氧气，稀释着火木材周围的氧气。优点：尺寸稳定性好。

木材燃烧的阶段:升温热分解着火燃烧蔓延

燃烧环节控制（不同阶段如何阻燃）

控制热降解、热分解过程：阻燃剂受热溶解、气化、放出结晶水时吸热，延缓木材热降解、热分解的时间；阻燃剂熔融产生保护膜，隔绝热的传递，由此控制热分解、热降解。

控制着火过程：第一，在木材着火温度范围内，添加型阻燃剂热分解放出二氧化碳，水，二氧化硫，HCl,HBr 等不燃性气体，稀释可燃性气体。同时在这些气体扩单作用下，阻碍热的传导，在火焰状态下阻碍可燃气体的点燃。第二，用化学方法将双原子或活性基团引入可燃性混合气体中阻止燃烧的连锁反应，同时通过其扩散作用阻碍热的传导。

控制发焰燃烧：第一，冷却法，即利用阻燃剂在火焰中发生的化学反应，使放热速度大于发热速度。第二，利用不燃性物质、氧化物或非活性物质，使可燃物排除或产生窒息作用或稀释作用，还可以通过卤素，碱金属等阻止链式反应的作用，以达到抑制燃烧的目的。第三，消除火焰稳定燃烧的条件，即将可燃性混合气体反应的必要时间缩短，增加流动时间。

控制无烟燃烧和表面燃烧：改变碳元素的氧化反应过程，使一氧化碳的应优先于碳的氧化反应，使碳的活性表面固化。

木材不同阶段燃烧变化：木材遇100℃高温时，木材中的水分开始蒸发；温度达180℃时，可燃气体如一氧化碳、甲烷、甲醇以及高燃点的焦油成分等开始分解产生； 250℃以上时木材热解急剧进行，可燃气体大量放出，就能在空气中氧的作用下着火燃烧；400～500℃时，木材成分完全分解，燃烧更为炽烈。燃烧产生的温度最高可达900～1100℃。

木材阻燃处理方法：物理方法：1贴面处理：贴面处理即在木材表面贴具有阻燃作用的材料。2大构件燃烧炭化化学方法：1.浸渍处理：通过一定手段使阻燃剂或具有阻燃作用的物质，浸注到整个木材中或达到一定深度。一般采用浸渍法和浸注法。2.表面处理：即在木材表面涂刷或喷淋阻燃物质。这种处理方法不宜用阻燃剂处理成材。因为成材较厚，涂刷或喷淋只能在木材表面形成微薄一层阻燃层，达不到应有的阻燃效果

增强尺寸稳定的原因干缩湿涨是木材最主要的缺点。木材产生干缩和湿涨是由于存在于细胞壁中吸着水的增减。木材的高度各向异性有使干缩湿涨过程中木材各向尺寸变化不一，导致其翘曲、变形甚至开裂。此外，木材是一种吸湿性很强的材料，随着水分的增加，木材强度降低，而且易于腐朽。因此，采用各种物理、化学或物理-化学方法处理木材，以提高其尺寸稳定性

增强尺寸稳定的原理: 增容增重游离羟基

增强尺寸稳定的处理方法

物理法 1.在锯解时尽量做到尺寸变化小；2.根据使用条件进行润湿处理； 3.纤维方向交叉层压综合平衡： a.垂直相交—胶合板、定向刨花板， b.不定向组合—刨花板、纤维板； 4.覆面处理： a.外表面覆面—涂饰、贴面，b.内表面覆面—浸注性拒水剂处理、木塑复合材；5.填充细胞腔： a.非聚合性药品—聚乙二醇处理，b.聚合性药品—制造木塑复合材： 6.细胞壁的增容：a.非聚合性药品—聚乙二醇、各种盐及糖处理， b.聚合性药品—酚醛树脂处理，

化学法:1.减少亲水基团—加热处理； 2.置换亲水基团—醚化（氰乙基化等），酯化（乙酰化等）； 3.聚合物的接枝：a.加成反应—环氧树脂处理， b.自由基反应—用乙烯基单体制造木塑复合材；4.交联反应—r射线照射，甲醛处理