5種防腐防霉劑對重組竹材抑菌效果的影響

張 建，袁少飛，范 慧,2，李 琴，王洪艷

（1．浙江省林業(yè)科學(xué)研究院 浙江省竹類研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023；2．浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 臨安 311300）

5種防腐防霉劑對重組竹材抑菌效果的影響

張 建1，袁少飛1，范 慧1,2，李 琴1，王洪艷1

（1．浙江省林業(yè)科學(xué)研究院 浙江省竹類研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023；2．浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 臨安 311300）

采用氨溶季銨銅（ACQ），銅唑（CuAz），丙環(huán)唑和戊唑醇（ZJFC-Ⅰ），殼聚糖銅配位聚合物（CCC），碘代丙炔基丁基甲胺酸酯、丙環(huán)唑、戊唑醇（PINSKAN）5種防腐防霉劑，分別調(diào)配成0.5%，1.0%和1.5% 3種濃度；采用桔青霉（Penicillam citrinum）、綠色木霉（Trichoderma viride）和黑曲霉（Aspergillus niger）3種霉菌，綿腐臥孔菌（Poria placenta）和彩絨革蓋菌（Coriolus versicolor）2種腐朽菌對毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens）炭化重組竹材進(jìn)行防腐防霉性能研究。結(jié)果表明：處理后的重組竹材抑菌能力明顯提高，載藥量隨著防腐防霉劑溶液濃度的增加而增加，載藥量越大，重組竹材抑菌效果越好。濃度為1.0%的ZJFC-Ⅰ和濃度為1.5%的ACQ對3種霉菌防治效力最好，均達(dá)100%；濃度為1.5%的CuAz對桔青霉和綠色木霉的防治效力分別為81.25%和87.50%；濃度為1.5%的CCC和PINSKAN對黑曲霉的防治效力分別為87.50%和100%。處理后的重組竹材防腐能力提高60.4%以上，平均質(zhì)量損失率均在3.36%以下，均達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐。濃度相同時(shí)CuAz抑制腐朽菌效果最好；未處理重組竹材防霉性能最差，對3種霉菌防治效力均為0，但具有較好的耐腐能力，平均質(zhì)量損失率為8.48%，達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐。

重組竹材；防腐防霉劑；抑菌；防治效力；質(zhì)量損失率

重組竹材由我國20世紀(jì)90年代研制成功，是近年來發(fā)展迅猛的主流竹產(chǎn)品之一[1~3]。重組竹材的突出優(yōu)點(diǎn)是以資源豐富且生長周期短的竹材為原料，對竹子的徑級無特殊要求，原料利用率高，性能優(yōu)良，被廣泛用于室內(nèi)外地板、建筑結(jié)構(gòu)材、家具等高強(qiáng)度材料領(lǐng)域[4~6]。由于竹材含有豐富的淀粉、糖類等營養(yǎng)物質(zhì)，在加工、運(yùn)輸和使用過程中易發(fā)生腐朽、霉變和蟲蛀，造成硬度、強(qiáng)度、可使用性等降低甚至消失[7~8]，研究發(fā)現(xiàn)引起竹材霉變腐朽的真菌有50多種[9~10]。因此，重組竹材用于室外時(shí)其防腐防霉性能至關(guān)重要。本試驗(yàn)選擇5種常見的水性防腐防霉劑，調(diào)配成不同濃度對重組竹材進(jìn)行防腐防霉處理，對比分析其抗霉菌和腐朽菌的能力，篩選出適宜重組竹材的防腐防霉劑，為戶外用重組竹材生產(chǎn)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 炭化重組竹材 取自桐廬竹楠木環(huán)保科技有限公司，竹材原料為5年生毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens），密度1.05 g?cm-3，尺寸規(guī)格為1 000 mm×105 mm×14 mm。

1.1.2 防腐防霉劑 選擇5種常見的水性防腐防霉劑，主要成分和性狀見表1。

表1 5種防腐防霉劑主要成分及性狀Table 1 Main ingredients and characters of five anti-mildew and antiseptic agent

1.1.3 供試菌種 霉菌采用桔青霉（Penicillam citrinum）、綠色木霉（Trichoderma viride)和黑曲霉（Aspergillus niger）。腐朽菌采用褐腐菌中的綿腐臥孔菌（Poria placenta）和白腐菌中的彩絨革蓋菌（Coriolus versicolor）。試驗(yàn)用菌種均取自貴州大學(xué)。

1.2 主要儀器

DN500×1 000型真空加壓處理罐，攸縣振興壓力容器搪玻璃設(shè)備有限公司；DHG-9203A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；MJ6116型精密推臺鋸，上海福馬木工機(jī)械設(shè)備有限公司；TD 20002型電子天平，余姚市金諾天平儀器有限公司；1KW電子式可調(diào)萬用電爐，南通金石實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；BCD-196T ADZ型海爾冰箱，青島海爾股份有限公司；MJX-250C型霉菌培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SW-CJ-1BU型超凈工作臺，蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；YXQ-LS-75型立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 試件制備 根據(jù)要求，將重組竹材鋸切成試件，其中防霉試驗(yàn)試件尺寸為50 mm（順紋方向）×20 mm×5 mm，每個(gè)霉菌6個(gè)試件；防腐試驗(yàn)試件尺寸為20 mm×20 mm×10 mm，每個(gè)腐朽菌12個(gè)試件。將所有試件放在溫度為25℃、相對濕度65%的恒溫恒濕箱中平衡處理。

1.3.2 試件處理 將5種防腐防霉劑分別調(diào)配成0.5%、1.0%和1.5 3種濃度。由于竹材較為密實(shí)且表面富含硅和蠟質(zhì)薄層[11~15]，使得竹材滲透性較差。本試驗(yàn)將重組竹材試件分別在不同濃度的防腐防霉劑溶液中進(jìn)行真空浸漬處理，先抽真空至-0.08 MPa，保持0.5 h，再在常溫常壓下浸漬處理2 h；取出試件，用紙巾擦干表面，50℃干燥箱內(nèi)干燥1 h。

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1 載藥量測定 載藥量L為試件真空加壓處理前后重量增加與試件表面積的比值，取平均值，單位g?m-2，具體計(jì)算公式如下：

式中，M1試件為處理前稱重，M2為試件真空加壓處理后表面擦干稱重，單位g；C為防腐防霉劑溶液濃度，單位%；S為重組竹材試件6個(gè)表面面積之和，單位mm2。

1.4.2 防霉性能測定 采用桔青霉、綠色木霉、黑曲霉3種霉菌，按照GB/T 18261-2013《防霉劑對木材霉菌及變色菌防治效力的試驗(yàn)方法》進(jìn)行霉菌侵染4周時(shí)的感染值和防治效力等防霉性能測試。每隔1周觀察試樣霉菌感染情況。3種霉菌防治效力的平均值來評價(jià)重組竹材的防霉性能。以未處理重組竹材試件作為對照組。

1.4.3 防腐性能測定 采用綿腐臥孔菌和彩絨革蓋菌2種腐朽菌，按照GB/T 13942.1-2009《木材耐久性能第1

部分：天然耐腐性實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》進(jìn)行侵染12周時(shí)的質(zhì)量損失率和耐腐等級等防腐性能測試。兩種腐朽菌質(zhì)量損失率的平均值來評價(jià)重組竹材的防腐性能。以未處理重組竹材試件作為對照組。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同防腐防霉劑處理重組竹材的防霉性能

表2 5種防腐防霉劑處理重組竹材的防霉效果Table 2 Anti-mildew effect of reconstructed bamboo timber treated by 5 anti-mildew and antiseptic agents

從表2可以看出，對照組即未經(jīng)防腐防霉處理的重組竹材抗霉菌能力最差，3種霉菌的平均感染值均為4，防治效力均為0。在防霉性能測試過程中發(fā)現(xiàn)，對照組1周后就出現(xiàn)了白色菌絲，4周時(shí)試件表面全部被霉菌感染；而經(jīng)過防腐防霉處理的重組竹材均具有較好的抑制霉菌能力。處理?xiàng)l件相同時(shí)，試件載藥量隨著防腐防霉劑溶液濃度的增加而增加。載藥量越大，重組竹材抑菌能力越好。其中以ZJFC-Ⅰ抑制霉菌效果最好，濃度為0.5%時(shí)對綠色木霉防治效力為91.25%，對桔青霉和黑曲霉防治效力均達(dá)到100%，對3種霉菌的平均防治效力為93.75%；濃度1.0%時(shí)對3種霉菌防治效力均達(dá)到100%。ACQ濃度為0.5%和1.0%時(shí)對3種霉菌平均防治效力分別為72.92%和93.75%；濃度為1.5%時(shí)對3種霉菌防治效力均達(dá)到100%。CuAz，CCC和PINSKAN3種防腐防霉劑濃度較低時(shí)，抗霉菌能力較差，濃度為1.5%時(shí)平均防治效力在70.00%以上。CuAz濃度為0.5%，1.0%和1.5%時(shí)平均防治效力分別為18.75%，54.17%和75.00%。分析測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CuAz抗黑曲霉能力最差，濃度為1.5%時(shí)對黑曲霉防治效力只有56.25%。CCC濃度為0.5%，1.0%和1.5%時(shí)平均防治效力分別為41.67%，52.08%和70.83%。CCC抗黑曲霉能力較好，濃度為0.5%時(shí)防治效力達(dá)到81.25%；而抗桔青霉和綠色木霉能力較差，濃度為0.5%時(shí)防治效力分別為37.50%和6.25%，濃度為1.5%時(shí)防治效力均為62.50%。PINSKAN濃度為0.5%，1.0%和1.5%時(shí)平均防治效力分別為31.25%，6.25%和72.92%。PINSKAN抗黑曲霉能力較好，濃度為0.5%時(shí)防治效力為62.50%，濃度為1.5%時(shí)防治效力達(dá)到100.00%；而PINSKAN對綠色木霉和桔青霉防治效力較差，濃度為0.5%時(shí)防治效力分別為6.25%和25.00%，濃度為1.5%時(shí)防治效力分別為50.00%和68.75%。綜合以上分析，ZJFC-Ⅰ和ACQ無論是對單個(gè)霉菌防治效力還是對3種霉菌的平均防治效力均明顯優(yōu)于其他3種防腐防霉劑。

2.2 不同防腐防霉劑處理重組竹材的防腐性能

從表3可知，試件的載藥量隨著防腐防霉劑溶液濃度的增加而增加，載藥量越大，重組竹材防腐效果越好。經(jīng)防腐防霉處理后，重組竹材的防腐能力明顯提高，防腐防霉劑溶液濃度為0.5%的處理重組竹材平均質(zhì)量損失率在3.36%以下，較對照組防腐能力提高60.4%。不同處理的重組竹材均具有較好的防腐性能，經(jīng)兩種腐朽菌侵染12周后，平均質(zhì)量損失率均在10%以下，均達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐。對照組即未經(jīng)防腐防霉處理的重組竹材也具有較好的天然耐腐能力，對兩種腐朽菌的平均質(zhì)量損失率為8.48%，達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐，原因主要是因?yàn)橹癫脑辖?jīng)過了高溫碳化處理，而且使用了酚醛樹脂，具有一定的防腐效果[16~17]。綜合以上分析，5種防腐防霉劑均具有較好的防腐能力，濃度相同時(shí)CuAz的防腐效果最好。重組竹材本身具有較好的耐腐性，適宜用于室外特別是建筑結(jié)構(gòu)材。

表3 5種防腐防霉劑處理重組竹材的防腐效果Table 3 Decay resistance of reconstructed bamboo timber treated by 5 anti-mildew and antiseptic agents

3 結(jié)論與建議

（1）防腐防霉處理后的重組竹材防腐和防霉性能明顯提高，重組竹材載藥量隨著防腐防霉劑溶液濃度的增加而增加。載藥量越大，重組竹材抑菌效果越好，不同防腐防霉劑抑菌效果有所差異。

（2）未處理重組竹材防霉性能差，對3種霉菌的防治效力均為零。5種防腐防霉劑中ZJFC-Ⅰ抑制霉菌效果最好，0.5%濃度時(shí)對3種霉菌平均防治效力為93.75%，1.0%濃度時(shí)對3種霉菌防治效力均達(dá)到100%。ACQ濃度為0.5%和1.0%時(shí)對3種霉菌平均防治效力分別為72.92%和93.75%；濃度為1.5%時(shí)對3種霉菌防治效力均為100%。CuAz抗黑曲霉能力較差，而濃度為1.5%的CCC和PINSKAN對黑曲霉具有較好的抑菌效果，防治效力分別為87.50%和100%。PINSKAN對桔青霉和綠色木霉防治效力較差，而濃度為1.5%的CuAz對桔青霉和綠色木霉具有較好的抑菌效果，防治效力分別為81.25%和87.50%。

（3）5種防腐防霉劑均具有較好的抑制腐朽菌能力，濃度相同時(shí)CuAz抑制腐朽菌效果最好。防腐防霉處理后重組竹材防腐性能均有顯著提升，防腐能力提高60.4%以上，最高達(dá)93.5%；經(jīng)2種腐朽菌試驗(yàn)后，平均質(zhì)量損失率均在3.36%以下，均達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐。未處理的重組竹材對兩種腐朽菌的平均質(zhì)量損失率為8.48%，也達(dá)到Ⅰ級強(qiáng)耐腐。

（4）重組竹材自身具有天然的耐腐能力，但其防霉性能差，用于室外或建筑結(jié)構(gòu)材時(shí)，需進(jìn)行必要的防霉處理。

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Effect of Different Antimildew and Antiseptic Agents on Reconstructed Bamboo Timber

ZHANG Jian1，YUAN Shao-fei1，F(xiàn)AN Hui1,2，LI Qin1，WANG Hong-yan1

（1. Key Lab of Bamboo Research of Zhejiang, Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Zhejiang A & F University, Lin'an 311300, China）

reconstructed bamboo timber; anti-mildew and antiseptic agent; antibacterial; control efficiency;weight loss percentage

Carbonized reconstructed bamboo timber was treated by five anti-mildew and antiseptic agents such as ACQ (Ammoniacal Copper Quaternary), CuAz (Copper Triazole), ZJFC-I (Propiconazole and Tebuconazole), CCC (Chitosan Copper Complex), PINSKAN (Iodopropynyl butylcarbamate, Propiconazole and Tebuconazole) with three concentrations like 0.5%, 1.0% and 1.5% to test their antiseptic and antimildew capacity with Penicillam citrinum, Trichoderma viride, Aspergillus nige, Poria placenta and Coriolus versicolor. The results showed that treated reconstructed bamboo timber had better antiseptic and antimildew. The drug loading had positive relation with agent concentrations, antiseptic and antimildew ability. ZJFC-I and ACQ all had better antimildew abilities. 1.0% of ZJFC-I and 1.5% of ACQ had the best antimildew result, topped to 100%. 1.5% of CuAz had 81.25% and 87.50% effect against P. citrinum and T. viride. 1.5% of CCC and PINSKAN had 87.50% and 100% effect against A. niger.. The antiseptid abilities of treated reconstructed bamboo timber increased by 60.4% with mean weight loss percentage less than 3.36%, and their decay resistance grade was level I. CuAz had best antibacterial effect with the same concentration of treatments. The control (no treatment) had not any mildew-proof capacity, but it had good antibacterial property with mean weight loss of 8.48%, and decay resistance grade was level I.

2016-06-26；

2016-08-14

浙江省科技廳院所專項(xiàng)項(xiàng)目“竹質(zhì)結(jié)構(gòu)材安全性能研究及其在建筑工程中的應(yīng)用”（計(jì)劃編號：2015F50051）

張建（1978－），男，安徽淮北人，研究員，從事竹木材加工研究。

S782.33

A

1001-3776（2016）05-0008-05