木材功能性改良技術(shù)是針對木材在使用過程中存在的缺陷和不足而進行的改良措施 ,內(nèi)容包括 :防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定化、強化或軟化、染色和漂白等 ,其特點主要是利用具有某種性質(zhì)的化學物質(zhì)處理木材 ,使其達到所要求的目的。國外對木材功能性改良的研究已有較長的歷史 ,我國起步較晚 ,尤其是染色、漂白、強化等的研究更是遲于國外。隨著國際間科學技術(shù)的交流 ,我國在該領(lǐng)域的研究也逐步活躍起來。現(xiàn)在 ,不僅是科研院所、高等院校 ,就連企業(yè)界對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主要的工業(yè)用材樹種 ,而人工林木材自身存在的不足 ,給企業(yè)的生產(chǎn)和銷售帶來許多問題。因此 ,對改性技術(shù)的需求越來越強烈和迫切。
隨著社會的不斷發(fā)展 ,人們對居住條件、生活環(huán)境要求越來越高 ,木材作為一種重要的建筑、裝飾和裝修材料將越來越多地發(fā)揮著重要作用。我國目前對木材功能性改良研究的深度和水平還未達到能生產(chǎn)出滿足社會需求的產(chǎn)品的程度 ,因此有必要對我國木材功能性改良技術(shù)的發(fā)展方向進行探討�！�
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、增強木材的力學性能等功能。因為易燃、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 ,這種缺陷依然存在。有時三者同時表現(xiàn)出重要性 ,有時則阻燃最重要 ,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尺寸穩(wěn)定性問題 ,因為無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)用將會受到限制。最早的木材改性大多是將三者孤立起來對待 ,開發(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的危害 ,尺寸穩(wěn)定劑只能提高尺寸穩(wěn)定性。隨著人們實踐經(jīng)驗的不斷豐富 ,尤其是近十年來 ,人們逐漸意識到木材阻燃、防生物危害、尺寸穩(wěn)定性問題是不可分割的 ,三者存在相互影響、相互制約的關(guān)系 ,改性劑的開發(fā)應(yīng)逐步向同時具有防生物危害、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。我國自 60年代以來即開始大面積營造人工林 ,全國現(xiàn)有成林的人工林面積為3 42 5萬 hm2 ,蓄積量已經(jīng)超過 7億 m3。由于最初營造人工林時只注重木材產(chǎn)量而忽略了材質(zhì)問題 ,使得人工林木材應(yīng)用出現(xiàn)難以適應(yīng)市場的現(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性能問題 ,使人工林杉木的應(yīng)用受到限制。因此 ,對人工林木材而言 ,除了防生物危害、阻燃、尺寸穩(wěn)定化等以外 ,提高其力學性能也是木材改性的一項重要內(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性能。在科學技術(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)保問題
環(huán)境保護是當今社會的一大熱點問題 ,人類的健康和環(huán)保意識大大加強。近年來 ,隨著房改的深入發(fā)展 ,越來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環(huán)境、對人類有危害成為注目的焦點。
到目前為止 ,木材功能性改良技術(shù)還主要依賴化學物質(zhì)的作用。有些化學物質(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、鉻的化學物質(zhì)防腐效果好 ,但是這些化學物質(zhì)有的帶有的毒性 ,對人、畜及環(huán)境危害比較大。因此 ,世界上許多國家和地區(qū) ,如美國、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、木材強化等等也同樣面臨著環(huán)保問題。木材阻燃原來以含鹵元素的復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)保問題的另一方面是改性材料廢棄后的處理問題 ,國內(nèi)外在這方面已有了不少的經(jīng)驗教訓。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。當今社會需要無污染、無公害的產(chǎn)品 ,所以環(huán)境保護是木材功能性改良的一項不可忽視的重要內(nèi)容。
3 功能持久性[3, 4]
功能持久性 ,即長效性是指經(jīng)功能性改良的材料能長時間地保持其功能 ,不會因外界條件的作用而在較短的時間內(nèi)失去所具有的功能。目前 ,木材功能性改良遇到的最大問題就是化學改性劑的流失。因為所用的化學藥劑大多是水溶性的 ,經(jīng)干燥處理去除水分 ,使化學物質(zhì)留著
|
