木材保护学复习资料20页

1、木材保管原则3. 1 保持木材采伐时边材所具有的高含水率或迅速使木材含水率降低至 25%以下，防止木材腐朽、虫害 和开裂。3.2 防火、防洪、防盗，避免木材损失。3.3 防止木材变质降等 ，不降低使用性能 。木材保管方法木材保管分为物理保管和化学保管。物理保管是采用抑制适宜菌、虫生长发育条件和木材开裂条件的办法，防止菌、虫及木材开裂的发生和发展。化学保管是采用对菌、虫有毒的化学物质，采用喷、涂、浸注等方法处理木材，毒杀菌虫，防止菌虫对木材的危害。将物理和化学方法相结合保管木材，效果更好 。5 原木物理保管5.1 原木干存法5.2 原木湿存法5.3 原木水存法:把原木浸在水中，使其内部保持高度含

2、水率。5 . 4 对特种木材的保管， 如造船材、 航空用材、 汽车材、 胶合板材等原木， 建议最好采用湿存法或水存法。2.2木材的各向异性和变异性非匀质、各向异性，这是因之前的基本形态、材质、材性的差异形成的。因此，在加工和利用上产生影响。2.2.1 木材的异向性1 木材组成结构的异向性1.化学组成：纤维素强度极大 半纤维素有机复合物（各种糖类） 木质素六碳、苯环多功能侧链2.木材物理结构生长方式年四季周期变化形成年轮，使之成为各向异性的材料。3.树种的差异（个体间）个体自身生态因子，树干不同部位的差异，木材各向异性程度也不同。4.各向异性的研究取向通常：纵向树轴，顺纹方向 径向垂直于树轴及年

3、轮，平行于木射线 弦向垂直于木射线及年轮上述三个方向上，力学和物理性质有较大的差异。木材的力学强度、干缩湿胀，对水或液体的渗透性、导热性、导电特性均不一样。2 木材力学及物理性质上的异向性1. 力学特性的差异三个方向上（纵，经，弦）各异：（压缩），（拉伸），（弯、剪切、扭）纵向当作用力与纵向一致时木材有最大的强度，平均为25-75Mpa。耐压用来承重(细胞其排列均是纵向)。2. 木材的干缩湿胀：木材的含水率在纤维饱和点(各树种平均约为30%)以下时，吸收水分则膨胀，失去水分则收缩的现象。特性：纵向不超过2%， 弦向高达12%，径向6%。 制材中，尽可能锯成径切板。3. 木材的可渗性：纵向易于渗

4、透，深度远大于横向，径向大于弦向。用于木材改性防腐，强化，染色4. 木材的导热性，导电性：导电性好，导热性差(多孔性，良好的隔热保湿材料，纵向导热系数大于横向一倍)。5. 绝干材：电的不良导体湿材：纵向电阻最小6. 木材的声学特性：纵向 1016倍空气传声速度，径向46倍，弦向24倍。声学特性：细胞结构，不同长短的空气柱。2.2.2木材的变异性1. 木材解剖构成变异1.1管胞和木纤维 生长轮内（针叶材）管胞长度：早材逐渐增加到晚材（阔叶材）纤维增长的百分率远大于针叶材。在树干半径方向上，由髓心到树皮方向，管胞和木纤维的长度不断增长，达到最大值后，因树种而异，有的树种下降，有的趋于稳定。在垂直方

5、向上，管胞和纤维细胞长度由树干基部向树梢方向呈增加趋势。1.2壁厚纤丝角 早材管胞的纤维的胞壁一般比晚材的薄。13导管分子：在同一生长年轮内，环孔材导管分子的长度的变化曲线近似抛物线，导管分子的直径由早材到晚材逐渐减小，由髓心到树皮，导管分子长度变化值很小，其中晚材导管分子长度仍呈增加趋势。2. 木材性质的变异2.1木材密度：针叶材密度由髓心到树皮逐渐增加；环孔材呈降低趋势，而散孔材逐渐增加；沿树干纵向的变异不规则，一般树干下部木材密度大。2.2木材强度随密度增加而增加。从早材到晚材，力学强度逐渐增加。从髓心到树皮，晚材密度和抗拉静力弯曲及木材强度逐渐增加，早材则逐渐减小。2.3化学成分：木材

6、抽提物，半径方向上，心材高于边材，树皮大于树干；在树干方向上，由上向下逐渐减少。 改性角度的影响：心材不易渗透、腐蚀。3.幼龄材与成熟材：树干横断面上课分为两个区域。髓心附近，520个生长轮，称为幼龄区。中心区域外侧部分，称为成熟区(这部分木材是形成层成熟后所形成的次生木质部)。一般幼龄材指标低于成熟材。速生材：一般为幼龄材，材性差，是木材改性的主要对象。干燥需特殊技术。第3章 木材变色，漂泊与染色3.1 木材的变色和防治1.关于颜色的概念：颜色对应是材料对光的吸收反射情况。材料反射光的波长在8×1054×105cm=400-200mm 紫外=1000-2500 红外木材除

7、了含有三素，还有脂肪族类、萜烯类和芳香族化合物提取物及无机盐类。2.木材变色的内部因素：有羰基、羧基，和不饱和双键一级共轭体系等发色基团（吸收一定可见光能力的某些不饱和基团），而且还有羟基等助色基团（使色原体变成染料的基团）。3.木材变色的外部因素：l 微生物引起色变l 日光照射l 化学试剂l 温度与湿度的变化内部因素：（1） 木材组分中含有羧基、羰基、不饱和双键以及共轭体系等发色基团和羟基等助色基团。（2） 木材中大多数官能团能与许多化学试剂反应，是木材变色和降解。3.1.2木材的物理变色l 热变色木材干燥中l 光化学降解表面褐变l 木材的化学变色与化学物质接触发生l 铁变色酚类与之反应，变

8、黑l 酸变色酚类与之反应，变红l 碱变色酚类在空气中氧化 微生物变色：1.变色菌：红松的青变色、栎的绿变色、由青霉菌引起的阔叶材的黄变色、由壳囊孢属引起的松木褐变色。2.酶变色生材聚解后在潮湿环境中因氧化酶起作用引起。3.1.4变色的防治物理方法：砂光，涂饰。采用色漆或清漆覆盖木材表面。化学方法：（1）紫外线吸收剂（2）改变木材中羰基的吸光性（3）预先涂布逐渐分解褐变得先导物质药剂。（4）常用防止木材变色的化学试剂与防腐剂、防水剂、染色剂配合使用，使其在染色、防腐、防水处理过程中，提高对紫外线吸收的阻止能力。（5）木材的染色木材染色的目的：提高商品价值木材染色原理：木材中某些成分（如木质素）与

9、染料进行吸附或化学药品与木材中的某些成分（如单宁等）发生反应而使木材细胞染上颜色。染料染色：是染料分子与木材表面分子通过分子间的引力或氢键结合而连接在一起。木材是一种不均匀的毛细孔木材，由纤维素，办纤维素和木质素组成。1. 木材的物理，化学结构。木材是不均匀的毛细孔材料，由大量亲水基团为染色备下了基础。2. 浸渍，真空加压方法。木材染色染料有纺织业直接发展起来的。染色方法：浸渍、真空加压染色的评价方法：（1） 到达度（2） 上染百分率（3） 染料浓度（4） 检测仪器常用染料一般用水溶性染料：1.酸性染料对木质素上色（分子量小，宜深度染色）。2.直接染料（阴离子染料）对纤维素上色。3.活性染料（

10、分子量大）。4.碱性染料影响染色因素：温度、时间、溶度、树种单板染色工艺流程：剪切配染料加热助剂染色水浇干燥木材染料助剂：渗透剂、均染剂、固色剂、PH调节剂木材染色影响因素：温度、时间、树种、含水率3.2木材漂白漂白基本原理将木材中的发色基因或助色基因的有关组分采用氧化，还原，降解破坏予以消除。氧化漂白：过氧化氢HO2-+未漂木材OH-+漂白木材还原漂白：二氧化硫漂白的影响因素：树种、ph值、反应温度、时间、助剂、混合漂白剂、漂白溶液H2O2浓度。第4章 木材的防腐处理防腐简史 汉 盐浸 碳化 形成真菌危害的必要条件：营养、温度、氧气、传染、水分、酸度4.2.1 木材的防腐处理机理消除微生物生

11、存的必要条件：隔绝氧气，断水源，毒化营养物质4.2.2木材防腐剂防腐剂：（1）机械隔离防腐：涂料（2）毒性防毒：化学药剂毒性抑制一.如何选择防腐剂及处理方法原则最简单的设备，最简便的方法，最合适的防腐剂，最佳效果。取决于木材的使用方式：l 立木腐朽判断何种真菌，择药l 边材蓝变（青变） 长喙壳菌：广谱杀菌剂l 与地面接触的木材l 不与地面接触的木材要求木材有良好的耐候性：二.防腐剂简史分类1. 油质防腐剂（煤杂酚油以及它和煤焦油或石油的混合油）优点：广谱性，耐久性，不易流失，对金属无腐蚀。缺点：表面不易再加工，溢油，成分含量变化大2. 油溶性防腐剂（五氯苯酚。环烷酸铜）优点：毒性强，易被木材吸

12、收，不易流失，对金属无腐蚀，处理后木材变形缺点：采用昂贵的有机溶剂，使处理成本提高，而且要求有较高的防火性能。3. 水溶性防腐剂广泛使用复合型：铜铬砷CCA 铜铬硼CCB 氨铬砷酚FCAP单一型：氟化物、砷化物、铜化物、锌化物优点：以水为溶剂与木材相容，成本低，处理才干净，无刺激性气味，不增加可燃性。缺点：木材造成膨胀，干燥后又收缩，不宜对尺寸精确要求高的部件。(1CCA 铜铬砷复合防腐剂 作用： 砷化合物：抵抗木材腐朽菌和害虫的主要活性剂 铬化合物：氧化剂，与木材组织有很好的固着作用，抑制对金属的腐蚀 铜化合物：增加毒性和抗流失性 效果： 有效的防止腐朽菌、软腐菌、昆虫、白蚁及其它破坏木材的

13、生物对木 材的危害。 按照添加比例要求进行生产的防腐木材的使用年限到50年以上， 经CCA处理后的木材呈浅绿色。不影响油漆。缺点:废弃后无法降解, 部分人群对CCA有轻微过敏反映(2ACQACQ是季铵铜的简称，它主要是由氧化铜和季胺盐组成，它不含砷和铬 性能特点： 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。使用范围： 建筑木材、装饰材料、园艺木制品、木桥、室外地板、木栅栏、码头、造船、矿用木材等的防腐防蚁处理，尤其适用于与土壤和水接触的木材防腐防蚁。 成分:1 铜：CuO 2 铵化合物：二葵

14、基二甲基氯化铵（DDAC） 十二烷基苄基二甲基氯化铵（BAC） 使用说明：1、适用于真空加压处理木材2、使用浓度为有效成分0.8-1.5%。3、操作工带胶皮手套工作，食前洗手4、药剂不得随意排放特点（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倍左右从国内市场看，这两种处理方法的防腐木材应该会共存一段时间。但从长远看ACQ无疑是发展趋势2木材防腐效果的评价1 抑菌 原理：杀菌剂的抑菌力实验方法稀释法。2杀菌（天然耐久性）原理：木腐菌分泌酶降解并吸取木材的纤维素和木素为营养，引起木材败坏与重量损失。3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

15、地渗入木材，它包括去树皮、干燥、刻痕等。 去树皮:方法有手工、机械等，因地制宜地选取适合的方法。4.2.3防腐处理工艺方法简单，使防腐剂均匀分布，处理才应达到一定使用年限。1 预处理：使防腐剂能均匀深入木材，减少浪费。去皮、干燥、刻痕2 处理工艺 简易处理a. 涂剂分次进行。涂刷次数越多，效果越好。b. 喷淋数量大c. 浸渍处理d. 冷热槽法：冷槽，热槽。原理：升温，防腐液中木材温度上升，木材中的空气因膨胀而排除，再将木材迅速移入冷槽，这时木材细胞中的余气再收缩，形成相对的真空，再大气压作用下药液将被吸入木材。e.双剂扩散法两种不同的药液甲，乙，木材先在甲液中浸渍，后放入乙液中浸渍，取出后放置

16、一段时间，甲与乙反应生成不溶性沉淀。典型加压处理工艺：1.加压防腐处理工业化处理利用温度、压力，将药剂注入木材，需专门设备，压力容器等，附有泵、空压机、真空系统、控制系统。工艺流程设备图：一般的加压工艺：满细胞法操作工艺l 真空处理：79.789.45保持1560l 加入防腐剂：充满液体后接触真空l 加压至11.4MPa,保持最大压力l 保持最大压力直至浸入规定药量为止，吸收量可用计量槽，注前后体积差和木材体积比得出l 卸压，这时木材内空气膨胀推出一些药剂（5%15%）反冲l 排除防腐剂l 再抽真空，抽出部分药剂及木材表面多余的药剂，避免滴液（保持一段时间的真空）l 解除真空图：2.空细胞法操

17、作工艺无前真空代以前气压，压缩空气进入木材，这样解除压力时，反冲出药剂比满细胞多，这样实现了最小的吸收量，最大的渗透深度，节省药剂，降低成本，细胞腔是空的，含少量药剂。图：3.半限注法操作没有前空压或前真空，在大气压下加入防腐剂再加压，注入防腐剂，解除压力时反冲出的药剂比满细胞多比空细胞少。图对于高含水率，不易渗透的木材的处理方法八硼酸的浸渍法优点：（1）速溶，对昆虫及木酶菌有防蛀，防霉，（2）适合处理高含水率的木材。（3）处理后木材洁净，便于再加工，对人畜无害，ph值中性，广泛应用。常用处理法：浸渍扩散法防腐处理工艺 简单防腐处理：涂刷处理、喷淋处理、浸泡处理，冷热槽法和双扩散剂法。 涂刷处

18、理:适用于较小规格材的处理。在涂刷前必须充分干燥，涂刷次数越多，防腐效果越好，但必须待前一次涂刷干燥后再进行下一次涂刷，效果才好。 喷淋处理:这种方法比涂刷法效率高，但易造成防腐剂的损失（达2530）及环境污染，因而只用于数量较大或难以涂刷的地方浸渍处理:把木材放在盛有防腐剂的敞口浸渍槽中浸泡，使防腐剂渗入到木材中。一般设有加热装置，以提高防腐剂的渗透能力。浸渍法的注入量及注入深度与树种、规格、处理时间和含水率有很大关系。 冷热槽法:其原理是先将木材在热防腐剂槽中加热。由于木材受热温度上升，同时使木材内的空气受热膨胀，水分蒸发，内压大于大气压，空气、水蒸气从木材中排出。然后迅速将木材转移到冷槽

19、中，由于骤冷木材内的空气收缩，未排出的水蒸气凝结，在木材内产生部分真空，防腐剂借助于内外压差被吸入木材中。 双剂扩散法:这种方法是将两种不同的水溶性防腐剂药液甲液和乙液分别置于两个槽中，木材在甲液中充分浸渍处理后，再放到乙液中浸渍一段时间，最后取出放置一段时间。 4. 加压防腐处理： 满细胞法（Bethell法） 空细胞法（Ruping法）半细胞法(Lowry法）正负频压法（OPM)高低频压法（APM) 双真空法3）双真空法 它是目前世界上最重要且使用最普遍的一种低压浸注法，有较好的工业效果。这种方法的原理与满细胞法相似，只不过所用压力只是满细胞法的110左右。第五章5.1留粉甲虫对木材的危害

20、和防治留粉甲虫泛指：粉蠹科，窃蠹科，天牛科，长蠹科熏蒸剂：溴甲烷用薄膜覆盖，将溴甲烷用开口容器承装，放在薄膜覆盖的空间23天。5.2海生蛀木动物的危害和防治主要的海生蛀木动物：软体类蛀木动物和甲克类蛀木动物防蛀1. 选用抗蛀食的用材树种热带木材的心材。绿心木用作船舶材。抽提物含量多的热带木材早温带水域中使用。 2. 适宜的防腐剂杂酚和煤焦油混合液白蚁对木材的危害1. 食木原因：生理构造，后肠中含有消化纤维素的原生动物，2. 家白蚁能够蛀食的材料种类非常广泛。3. 因材而异：木材硬度愈大，密度愈大，抗抵抗性最好，木材中含驱避毒性木材。（马尾松木材抗蚁蛀最弱）药物治理：家白蚁，粉剂毒杀法（将慢性胃

21、毒粉直接喷在蚁巢、分飞孔或蚁路内，使尽可能多的白蚁沾染药粉，靠中毒白蚁相互传递，达到杀灭全巢的目的）毒性大，效果好，使用时采取防毒保护（以亚砒酸为主的灭蚁配方：（85%亚砒酸+10%水杨酸+5%三氧化二铁）散白蚁：液剂喷雾堆砂白蚁：熏蒸法（溴甲烷）第6章 木材阻燃木材 的可燃性，危害的普遍性木材的燃烧过程分5个阶段：l 升温，在外部热源作用下木材温度逐步上升；l 热分解，升温达到分解温度是产生可燃性气体；l 着火，燃烧后出现火焰；l 燃烧，木材在热分解中形成的焦油成分在放火上存在极大的危险，因焦油热解成低分子量物质及大量可燃气体，有他们引发木材固相表面燃烧；l 蔓延：通过热传导使相邻部分重新开

22、始，造成燃烧蔓延。燃烧的因素条件1. 燃烧阶段：材料固有的发热量和产生的速度影响燃烧。2. 维持燃烧状态：发焰燃烧需满足具有可燃物，热，氧气，及燃烧连锁反应。缺一不可。木材燃烧中的烟尘：水蒸气,二氧化碳，一氧化碳，氢气，甲醛，酮，此外，蚁酸，醋酸，含有醛类，酚类，等焦油类，游离碳对生命有害，焦油刺激眼睛。木材热解中的固态物质木炭形成：在木材的升温过程中，三素发生脱氢脱水反应但是木材成分中的芳香环及吡喃糖仍保持碳碳结构，由此形成木炭。木材的耐火性高含水率，大断面耐火性与木材的物理性质有关l 高比热容材料达到着火点时需要较多能力l 多空性材料热传导率低l 热膨胀率低，加热时热应力小l 不产生金属材

23、料受热那样的变形l 表面易形成碳化层，由此阻止氧的供给，并消耗大量的热量，组热透过。l 靠木材中水的汽化潜热阻止木材温度上升木材的阻燃处理方法：1. 物理方法：为隔断从火源传来热量及外界传来氧气，可采用不可燃的材料，如石棉，玻璃2. 化学方法：在木材中注入有阻燃作用的化学剂 阻燃剂可分为：1.与木材不发生结合的添加阻燃剂。2.与木材形成化学键结合反应型阻燃剂3.涂饰防火涂料的作用介于两者之间常用木材阻燃剂：木材阻燃剂应满足要求：1) 在火焰温度下能阻止火焰燃烧，降低木材热解及碳化的速度。2) 阻止木材着火3) 阻止出去热源后的发焰然后。4) 价格低廉，无毒，无污染，使用方便，有耐久性5) 处理

24、后不腐蚀木材和金属6) 具有耐溶脱性7) 不析出到木材表面8) 不降低木材的物理化学性能阻燃剂的物理化学性质：稳定性，吸湿性，酸碱性，毒性小，燃烧时不产生有毒物质。阻燃剂的评价标准：1.达到统一阻燃规定的药量。2.相同剂量达到阻燃指标，氧指标，火焰传播指数。 无机阻燃剂1. 磷及其化合物 阻燃过程：l 降低热分解速度l 增加碳的生成l 减少可燃性气体产生l 降低热量2. 磷和氮类复合型阻燃剂3. 醛类与含氮化合物的缩聚物。4. 硼及其化合物 优点：硼砂高温下熔融覆盖在材料表面，隔氧，硼砂与硼酸合并使用可 阻止燃烧缺点：浸入木材时的后患，析出盐类，产生流失。磷酸氢二铵，在火焰下放出水和氨，生成聚

25、氨酸，将其他物质质子化，对木材有较强的脱水作用。磷化物的阻燃作用最有效的是在火焰温度以下的低温区，能在材料表面形成具有隔热和吸热作用的碳化层。可以降低热分解温度、增加炭的生成、减少可燃性气体的产生以及降低热释放等作用。有机阻燃剂木材及木质材料的阻燃处理：深层处理浸渍法(渗透性好的树种以及足够的含水率)和浸注法（真空加压法注入）表面处理第八章2.2木材尺寸的稳定性木材尺寸稳定性的主要评定指标 是抗胀(缩)率(ASE) 、阻湿率、拒水率(RWA) 、聚合物留存率(PL)、增容率B、相对效率RE、最大理论聚合物量TML、聚合物填充效率EPL、细胞壁及细胞腔中的聚合物含量、聚合物填充的空隙体积比率及聚

26、合物的质量比率（注：木材的湿胀干缩以及由于各向尺寸变化不一致引起的翘曲、开裂等影响，而水分的存在与变化是导致木材不稳定的根本原因。木材的湿胀干缩是由木材含水率的变化引起的。）1、防水处理：提高木材被水湿润、浸透的抵抗能力; 抵抗湿润性能憎水性2) 尺寸稳定处理方法A物理方法： a防水处理 b防湿处理：外表面覆盖；内表面覆盖 c酚醛树脂处理 d聚乙二醇(PEG)处理： PEG的性质 ；木材的PEG处理；PEG处理材材性B化学方法： a热处理 b乙酰化 c甲醛处理3）人造板尺寸稳定化处理刨花板厚度变化原因有二：1、 木材内在的吸湿性；2、制板时因热压等因素引起的。木材的的吸湿性是木材内部表面的亲水

27、基团，特别是羟基与水分子形成的氢键结合，这就是吸水膨胀的原因。控制膨胀的方法：物理方法：将板覆面和端面处理，阻碍水分子与木材的亲水基团接触。化学方法：用非极性基团置换木材中亲水基团，或在活性基之间形成交相结合等方式来阻碍木材中的亲水基团与水分子的结合。4）刨花板尺寸稳定化的途径1、原料（刨花或纤维等）处理。如加热处理、乙酰化处理、甲醛化处理、酚醛树脂处理等。2、在胶黏剂中加入填加物。如胶中混入石蜡或聚乙二醇、3、铺装成型后喷洒或淋涂添加剂。4、将刨花沿某一方向定向处理5、板后处理。包括热处理，蒸汽处理，木塑复合材化，注入合成树脂等。5）减少木质人造板的不可逆膨胀方法：1、 木质原料的蒸汽预处理

28、。2、 制板后的处理。如热处理第九章单板层积材（LVL）：用旋切的厚单板，经施胶、顺纹组坯、施压胶合而得到的一种结构材料。由于全部顺纹组坯，故又称为平行胶合板，层积数目可达十几层。生产工艺：备料、单板制造、单板干燥、涂胶、组坯、胶合2.3木材的强化（压密与重组）注释：采用物理的、化学的或机械的诸多方法加工或处理木材，使低质木材的密度（或表面密度）增大、力学强度（或表面硬度和耐磨耗性）提高，或整体力学功能提高，这种加工或处理过程称为木材强化 。 1强化原因：（1）木材的变异性以及不可避免的天然缺陷降低了木材的强度和利用率。 （2）幼龄木、劣木的密度低、力学强度低 （3）表面密度低、耐磨性差。 2木材压密： 是通过软化、压缩、定型的工艺过程，使软质木材的密度（表面密度）和强度（表面硬度）得以提高，从而达到木材强化目的的方法。 （注：压缩木是木