橡膠木吸濕/防霉防腐功能改良研究

李元杰，盧鵬耀，云虹

橡膠木吸濕/防霉防腐功能改良研究

李元杰1，盧鵬耀2，云虹1

（1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 材料與能源學(xué)院生物基材料與能源教育部重點(diǎn)實驗室，廣州 510642；2.廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，廣州 511400）

為了改善橡膠木吸濕導(dǎo)致的霉變、蟲蛀和腐朽等問題，利用改性劑降低橡膠木的吸濕性能，顯著改善防霉防腐性能。分別用糠醇、馬來酸酐和乙酸酐浸漬處理橡膠木，運(yùn)用吸濕增重率、動態(tài)接觸角分析、傅里葉紅外光譜（FTIR）分析等方法研究橡膠木的吸濕性能變化；采用空氣雜菌、白腐菌和褐腐菌考察其抗生物劣性。藥劑處理能不同程度地降低橡膠木的吸濕性能，糠醇和馬來酸酐處理材的吸濕率可降低13.13%～67.18%，乙酸酐處理材的吸濕率先增加后下降。生物抗性結(jié)果顯示，糠醇能顯著提升橡膠木的防霉抑菌性，4 h處理材對白腐菌的抗性比素材的提升了45.92%，對褐腐菌的抗性提升了16.61%；馬來酸酐和乙酸酐對微生物的生長也有一定抑制效果。采用馬來酸酐、糠醇和乙酸酐浸漬橡膠木降低了游離羥基含量，從而降低了橡膠木吸濕性能，顯著改善了防霉防腐性，且糠醇浸漬處理4 h的橡膠木可獲得最佳的生物抗性。

橡膠木；羥基；吸濕；防霉；防腐

橡膠木（），材色淡雅，紋理清晰且質(zhì)量輕、加工簡易[1]，物理力學(xué)性能優(yōu)異，深受大眾喜愛，被廣泛應(yīng)用于家居材料和各種包裝裝飾材料[2]。天然橡膠木具有極強(qiáng)的吸濕特性，主要是纖維素等大分子鏈富含游離羥基，與水分子結(jié)合能力強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)[3]，其游離糖和淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)含量相當(dāng)突出（約8%），遠(yuǎn)高于一般樹種。在水分和富營養(yǎng)條件下，橡膠木容易滋生微生物，發(fā)生蟲蛀、霉變和腐朽，生物耐候性差，限制了橡膠木及其制品的應(yīng)用[4]，因此，橡膠木防霉防腐性能的改良尤為重要。高溫?zé)崽幚?、浸漬改性和乙?；幚淼确绞侥苡行Ц纳葡鹉z木的吸濕性、抗生物劣性等。高溫?zé)崽幚硗ǔＴ诔^160 ℃的惰性環(huán)境中進(jìn)行，使木材化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抑制各種微生物的生存，由此提升木材的尺寸穩(wěn)定性和抗生物劣性，當(dāng)應(yīng)用更高的處理溫度、相對濕度和更長的持續(xù)時間時，性能改變更為顯著[5]。李家寧等[6]在210 ℃利用過熱蒸汽對橡膠木保溫2 h改性處理，處理材的徑向干縮率從2.60%降低為1.10%，提高了尺寸穩(wěn)定性；經(jīng)褐腐菌侵蝕后試件質(zhì)量損失率由55.93%減少到11.63%，防腐性能也得到提升。通過高溫?zé)崽幚?，木材的性能得到顯著提升，但是高溫處理使木材中的發(fā)色基團(tuán)數(shù)量迅速增多，木材的顏色變暗變黑[7]，應(yīng)用場景因此受限。目前，很多研究者利用低分子量的改性劑浸漬木材，使改性劑在試樣中物理填充或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過干燥固化后，試樣的尺寸穩(wěn)定性得到提高，更耐生物侵害等，避免了材色變暗現(xiàn)象。東婉茹等[8]在真空條件下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的納米復(fù)合防腐劑（MCZ）浸漬橡膠木20 min，烘干后再把試件用不同濃度的酚醛樹脂浸漬20 min制得改性橡膠木，酚醛樹脂中的羥甲基與木材中的羥基結(jié)合使其含量降低，尺寸穩(wěn)定性得到提升；經(jīng)白腐菌腐朽測試后，試件的質(zhì)量損失率僅為4.6%，遠(yuǎn)低于素材的62.58%，說明浸漬改性提高了橡膠木的防腐性能。崔偉[9]采用1 mol/L的Ca(AC)2和CO(NH2)2先后浸漬橡膠木1 h，烘干后再經(jīng)過200 ℃保溫2 h處理，制得浸漬/熱處理聯(lián)合改性木材試樣，利用白腐菌進(jìn)行12周生物抗性測試，試件質(zhì)量損失率從67.13%降低至20.59%，改性材的耐腐性顯著提升。Esteves等[10]用高濃度糠醇在反應(yīng)釜中真空浸漬松木邊材，然后在真空干燥窯中固化和干燥，試件的吸藥增重率為38%，平衡含水率（EMC）降低超過40%，白腐菌和褐腐菌引起的質(zhì)量損失分別減少了86%和96%，改性材具有顯著的抗生物劣性。Epmeier等[11]采用蘇地松邊材為材料，不使用催化劑或有機(jī)共溶劑，僅使用少量醋酸酐在100～120 ℃反應(yīng)4 h進(jìn)行乙酰化處理，并對未反應(yīng)的酸酐和乙酸副產(chǎn)物蒸干，改性后試樣的平衡含水率平均下降65%，吸濕性能得到大幅提升，因此，采用低分子量改性劑浸漬木材，使其在木材內(nèi)部干燥固化，能夠降低其吸濕吸水能力，木材內(nèi)部附著的改性劑也能抑制微生物的生存，使木材具有良好的生物抗性。

本研究采用高濃度糠醇、乙酸酐和馬來酸酐浸漬處理橡膠木，利用高濃度差使改性劑快速填充木材細(xì)胞間隙和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以減少水分吸著點(diǎn)，抑制水分進(jìn)入木材內(nèi)部，制備出具有良好防霉防腐性能的改性橡膠木，為探究木材改性技術(shù)及推廣應(yīng)用提供理論根據(jù)。

1 實驗

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：橡膠木（含水率為8%～10%），東莞市亞洲木業(yè)公司；糠醇、乙酸酐、馬來酸酐（分析純、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%），廣州化學(xué)試劑廠；白腐菌為彩絨革蓋菌（）、褐腐菌為綿皮臥孔菌（），北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院。

實驗儀器：細(xì)木工帶鋸機(jī)，JBS–5A，上海寧乾實業(yè)有限公司；光學(xué)接觸角測量儀，OCA20，德國DATAPHYSICS；傅里葉變換紅外光譜儀，VERTEX70，布魯克公司；高壓蒸汽滅菌器，LDZX–40A，上海申安醫(yī)療器械廠；超凈工作臺，SW–CJ–1D，蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 改性橡膠木的制備

選取無裂痕、結(jié)疤且材質(zhì)均勻的橡膠木鋸切成以下規(guī)格。

1）吸濕性能測試。20 mm×20 mm×20 mm，每組5個，共計65個。

2）防霉性能測試。50 mm×20 mm×5 mm，每組6個，共計78個。

3）防腐性能測試。30 mm×10 mm×5 mm，每組6個，共計78個，將試樣放置在恒溫恒濕箱內(nèi)控制其含水率為8%～10%備用。

藥劑浸漬處理前，稱量試件質(zhì)量，分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的糠醇/乙酸酐在常溫常壓下，以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的馬來酸酐在55 ℃水浴鍋中浸漬試件，浸漬時間分別為1、2、3、4 h；處理過程要保證試件完全被試劑浸沒且試件之間留有一定的空隙，浸漬處理后稱重，每隔8 h記錄一次質(zhì)量，直到質(zhì)量變化率小于0.1%。

1.2.2 表征與測試方法

1.2.2.1 吸濕性能分析

按照GB/T 1934.1—2009和GB/T 1934.2—2009對改性橡膠木進(jìn)行吸濕增量檢測。首先在（60±2）℃條件下將試樣烘至絕干并記錄絕干質(zhì)量，然后放入溫度為20 ℃、相對濕度為65%的恒溫恒濕室中，直至吸濕達(dá)到平衡狀態(tài)，記錄試樣的最終質(zhì)量。

1.2.2.2 水接觸角分析

在25 ℃環(huán)境條件下利用接觸角測試儀分析橡膠木浸漬處理前后的接觸角，測試時間范圍選取0～2 s，接觸角取點(diǎn)間隔0.25 s。

1.2.2.3 紅外光譜分析

采用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）觀察處理前后橡膠木試件官能團(tuán)的變化。使用KBr壓片法壓制試驗樣品，將試樣與KBr粉末按質(zhì)量比1∶100壓制成均勻且透光樣品，紅外光譜儀分辨率為4 cm?1，波長范圍為400～4 000 cm?1，分別測定不同方法處理橡膠木后的紅外光譜。

1.2.3 防霉性能測試

抗菌試驗方法根據(jù)GB/T 18261—2013并略有調(diào)整。采用噴涂法將菌液均勻噴涂在試樣表面，控制噴涂次數(shù)和距離以保證試件接菌量基本一致，將接菌后的試件置于（25±2）℃環(huán)境培養(yǎng)4周以上。

制作培養(yǎng)基和培養(yǎng)試菌：馬鈴薯切丁煮沸30 min，然后濾去殘渣，用無菌水定容至1 000 mL制得濾液混合液；再添加3.0 g的KH2PO4、1.5 g的MgSO4·7H2O、20.0 g的葡萄糖和20.0 g的瓊脂；然后在磁力攪拌器作用下混合，再轉(zhuǎn)移至耐壓瓶并置于高壓蒸汽滅菌鍋殺菌（121 ℃、20 min），殺菌后把混合液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿備用；最后將配置好并已冷卻的培養(yǎng)基打開置于自然環(huán)境中感染空氣雜菌，將感染后的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)箱，在溫度為25 ℃、相對濕度為75%的環(huán)境中培養(yǎng)，要經(jīng)常觀察霉菌的生長及菌落的分布。

試菌接菌與培養(yǎng)：將10 mL蒸餾水和2滴吐溫80混合均勻，輕倒在制備好的霉菌培養(yǎng)基，再輕輕刮取霉菌表層，菌液過濾后裝進(jìn)密封瓶，重復(fù)操作一次以上步驟，由此得到20 mL混合菌液。橡膠木防霉測試樣品需在高壓滅菌鍋中20 min后才可進(jìn)行霉菌試驗，操作步驟：使用噴瓶在試件上方5 cm處將菌液噴涂在試件表面，控制噴涂次數(shù)一致，處理后的試件輕放在不銹鋼架，控制好霉菌生存的環(huán)境濕度，環(huán)境溫度控制在（25±2）℃，隔7 d觀察記錄霉菌生長情況，通過表1對試樣感染值進(jìn)行評價。

表1 樣品表面感染值分級

Tab.1 Classification of surface infection values of specimens

1.2.4 防腐性能測試

按照ICS 71.100.50測試橡膠木的防腐效力。測試前記錄橡膠木試件的絕干質(zhì)量，記為0，為確保霉菌以及其他真菌的影響，在121 ℃高壓滅菌條件處理試件20 min。將試件迅速轉(zhuǎn)移到白腐菌和褐腐菌培養(yǎng)皿，用密封帶封口在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，環(huán)境溫度控制在（25±2）℃。防腐測試周期為28 d，清理試件表層殘留的白腐菌和褐腐菌，最后將測試樣品烘至絕干，并稱量其質(zhì)量1。改性橡膠木防腐效力計算見式（1）。

式中：Δ為質(zhì)量損失率，%；0為橡膠木防腐測試前的絕干質(zhì)量，g；1為橡膠木防腐測試后的絕干質(zhì)量，g。

1.3 改性橡膠木吸藥增重率計算

試件的吸藥增重率按式（2）計算：

式中：PG為橡膠木的吸藥增重率，%；*為橡膠木浸漬后試件的質(zhì)量，g；0為橡膠木浸漬前試件的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 吸藥量結(jié)果分析

橡膠木吸藥量見圖1，糠醇處理材在前2 h吸藥速率較快，之后明顯變緩，處理3 h后試件吸藥量基本飽和，增重率曲線趨勢基本不變。處理2 h的試件增重率比1 h提高了7.39%，處理延長至3 h增重率僅提高2.37%，說明時間對糠醇處理材增重率影響有限?？反嫉姆肿恿枯^小，滲透性好，短時間內(nèi)迅速深入細(xì)胞壁并填充微纖絲間歸屬羥基的位置。同時，糠醇分子會發(fā)生原位聚合反應(yīng)[12]，生成三維結(jié)構(gòu)的高分子樹脂填充木材間隙，影響了糠醇分子繼續(xù)滲入木材內(nèi)部繼續(xù)固化，導(dǎo)致處理材的吸藥速率降低。乙酸酐浸漬橡膠木，樣品的質(zhì)量增大6.89%～9.28%，試件增重率隨浸漬時間延長而增大，浸漬時間升到2 h后增長率變化平緩。說明處理時間對乙酸酐處理材吸藥量影響有限，常溫常壓條件下，乙酸酐僅依賴濃度差溶液滲透到橡膠木內(nèi)層十分困難，藥劑堵塞細(xì)胞通道也限制了乙酸酐的滲透，從而導(dǎo)致吸藥量沒有明顯增加。馬來酸酐處理材隨時間延長，吸藥增長率是一條持續(xù)上升的曲線，在4 h時最大吸藥量達(dá)15.68%，說明浸漬時間對馬來酸酐處理材的吸藥量影響較大。

圖1 時間對橡膠木吸藥量的影響

常溫條件下馬來酸酐為白色結(jié)晶固體，需要在其加熱熔化時浸漬橡膠木試件，溫度升高使得木材孔道擴(kuò)張，改性劑更加容易滲透到內(nèi)部。當(dāng)浸漬結(jié)束后，存留在木材通道和表面的馬來酸酐改性劑又恢復(fù)為固態(tài)，因此，馬來酸酐處理材的吸藥增量還受試驗結(jié)束后樣品表層和通道藥劑的影響，且隨浸漬時間延長，影響更加明顯。

2.2 藥劑處理對橡膠木吸濕性的影響

如圖2所示，橡膠木素材的吸濕增重率為5.79%，藥劑處理后吸濕增重率有不同程度的下降，其中馬來酸酐處理效果最佳，浸漬1～4 h吸濕增重率分別降低至3.98%、2.96%、2.53%、1.90%；糠醇處理1～4 h后吸濕增重率分別降低至5.03%、4.61%、4.38%、4.34%；馬來酸酐和糠醇短時間處理橡膠木試件，吸濕增重率可降低13.13%～67.18%，乙酸酐處理材的吸濕增重率曲線呈先上升后下降的變化。木材是一種常見的多孔隙結(jié)構(gòu)材料，氣態(tài)水分子能快速深入細(xì)胞壁后與三大素中親水極性羥基氫鍵結(jié)合，這一過程分子鏈可能會發(fā)生滑移，暴露出大量的水分吸著點(diǎn)[13]。橡膠木經(jīng)馬來酸酐和糠醇處理后，木材中游離羥基數(shù)量和水分吸著點(diǎn)減少，同時殘留的馬來酸酐和糠醇會充脹細(xì)胞間隙，阻礙了水分進(jìn)入木材內(nèi)部，從而降低了橡膠木的吸濕性。乙酸酐處理材在引入乙?；?，纖維素大分子鏈之間的間隔增大，一部分氫鍵斷裂生成新的游離羥基，吸濕性增加，隨著反應(yīng)程度的加大，新生成的游離羥基被繼續(xù)取代，吸濕率下降。結(jié)合吸藥量結(jié)果，試樣的吸藥量與處理時間呈正相關(guān)，隨著處理時間延長，試樣的吸濕性能降低。

圖2 時間對橡膠木增重率的影響

2.3 接觸角結(jié)果分析

圖3為改性橡膠木水接觸角，由圖3可知未經(jīng)藥劑處理的橡膠木試件的水接觸角在前0.5 s迅速下降，隨后曲線變化平緩，一秒后基本一致，接觸角低于25°，說明水滴滲透到試件內(nèi)部，該變化說明試件的潤濕性很好?？反?、馬來酸酐和乙酸酐處理后，試件的動態(tài)接觸角曲線與對照組相比沒有太大的變化，說明處理材潤濕性能變化不顯著。動態(tài)接觸角測試可以分析水滴在試件表面的動態(tài)變化過程，比靜態(tài)接觸角更能準(zhǔn)確表達(dá)木材的潤濕性。從改性橡膠木吸濕性能分析出藥劑處理能降低橡膠木的吸濕性能，但是動態(tài)接觸角結(jié)果表明處理材并未構(gòu)筑疏水表面，疏水性未得到提高，橡膠木的潤濕能力較強(qiáng)。

2.4 紅外光譜結(jié)果分析

改性橡膠木紅外光譜見圖4，與素材紅外譜圖進(jìn)行對比，糠醇處理材部分特征吸收峰發(fā)生了變化。在3 350 cm?1附近—OH的伸縮振動，2 920 cm?1處纖維素的—CH3和＝CH2的C—H鍵吸收峰，1 050 cm?1處的纖維素β?糖苷鍵均有明顯減弱趨勢，可能是纖維素參與了反應(yīng)。1 741 cm?1附近是半纖維素C＝O伸縮振動吸收峰，896 cm?1處是由半纖維素的異頭碳變形伸縮振動導(dǎo)致的，改性前后的特征峰強(qiáng)度存在一定差別，半纖維素結(jié)構(gòu)可能發(fā)生了變化。1 590 cm?1附近為苯環(huán)的碳骨架振動，Nordestierna等[14-15]通過糠醇與木質(zhì)素模型研究，證明了苯環(huán)中的—OH十分活躍，能夠與糠醇反應(yīng)得到＝CH2。從特征峰強(qiáng)度變化可以發(fā)現(xiàn)，纖維素、半纖維素及木質(zhì)素結(jié)構(gòu)在糠醇處理后都發(fā)生了變化。由乙酸酐處理材紅外譜圖可知，在3 350 cm?1處的—OH吸收峰、2 920 cm?1附近的C—H吸收峰和1 741 cm?1附近的C＝O伸縮振動峰的強(qiáng)度都略有降低。在常溫常壓且沒有催化劑作用下，認(rèn)為橡膠木難以發(fā)生乙酰化反應(yīng)，吸收峰強(qiáng)度的變化可能是由乙酸酐水解造成的。

圖3 橡膠木動態(tài)接觸角

從馬來酸酐處理材可以看出，在3 350 cm?1附近的—OH及2 920 cm?1附近的C—H伸縮振動特征峰變得不明顯，但在3 060 cm?1附近出現(xiàn)明顯的伸縮振動峰。原因是氣干后馬來酸酐恢復(fù)為白色結(jié)晶狀，紅外光譜圖的結(jié)果實質(zhì)上是試樣與馬來酸酐的混合物。所以3 350 cm?1和2 920 cm?1附近的吸收峰受馬來酸酐的影響變寬，在3 060 cm?1附近出現(xiàn)明顯的伸縮振動峰。在1 741 cm?1和1 228 cm?1處C＝O伸縮振動及C—O—C彎曲振動特征峰基本不變，認(rèn)為半纖維素沒有參與反應(yīng)。在1 050 cm?1附近的纖維素C—O伸縮振動峰差異較明顯，說明纖維素的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化；在1 505～1 595 cm?1處木質(zhì)素苯環(huán)骨架吸收峰發(fā)生偏移，木質(zhì)素也可能參與了反應(yīng)。

圖4 改性橡膠木紅外譜圖

2.5 橡膠木的防霉效力分析

由圖5可知，糠醇可大幅抑制試件的霉菌生長，前3周被害值為0～1級，但第4周感染值開始上升，且增加速率較高，為探究改性材是否具有長期的防治效力，觀察周期從4周延長至6周。糠醇處理4 h，試件第6周最終感染面積為84.25%，阻礙霉菌生長速率效果明顯。糠醇改性材防霉效果顯著，這是物理吸附和化學(xué)改性共同作用的結(jié)果，糠醇與游離羥基化學(xué)結(jié)合，減少了水分吸著點(diǎn)，降低其吸濕性，同時吸附在細(xì)胞間隙的藥劑能阻礙水分的進(jìn)入，反應(yīng)產(chǎn)物和殘留藥劑能限制霉菌的生存繁殖。在試驗初期樣品未受侵害，但是抑菌成分隨環(huán)境水分的進(jìn)出逐漸流失，抑菌效果延緩了霉菌的快速生長，但速率仍遠(yuǎn)低于對照組。常溫常壓下乙酸酐處理材難以發(fā)生乙?；磻?yīng)，主要依賴物理吸附作用在橡膠木表層吸附一定厚度的抑菌成分。在實驗前期改性材具有良好的防霉效力，但防霉效果隨著改性劑的流失而逐漸降低，因此，在后期的研究中將重點(diǎn)研究橡膠木改性材的抗流失能力。

圖5 改性橡膠木防霉效果

馬來酸酐處理橡膠木試件，在防霉測試過程試件表面始終保持潤濕，且沒有菌絲，試件無霉菌感染現(xiàn)象。原因可能是常溫常壓條件下馬來酸酐吸收環(huán)境中的水分生成順丁烯二酸對霉菌有毒害作用，同時在試件表面形成一層連續(xù)的水膜，把環(huán)境與試材表面隔離，空氣雜菌無法透過水膜進(jìn)入木材內(nèi)部。鑒于實驗室條件有限，具體的機(jī)理仍需深入探索。

2.6 橡膠木的防腐效力分析

橡膠木防腐測試結(jié)果見圖6，防腐與防霉效力基本一致，素材在白腐菌和褐腐菌培養(yǎng)基中放置4周后，質(zhì)量分別減少了1.16%、7.32%?？反肌ⅠR來酸酐和乙酸酐處理后的試件對白腐菌的侵害均有明顯降低作用，但處理時間對馬來酸酐或乙酸酐處理材的影響有限，處理材對白腐菌的防治效力最大可提升20.49%；糠醇處理材的防治效力則隨時間延長而增強(qiáng)，且處理4 h防治效力最佳，處理材對白腐菌的抗性可提升45.92%。馬來酸酐或乙酸酐處理材對褐腐菌生長抑制作用不顯著，質(zhì)量損失率呈水平的曲線，糠醇處理效果顯著，且處理4 h效果最好，質(zhì)量損失率降低了16.61%。木材腐朽主要是真菌感染引起，微生物繁殖破壞了木材各個組分的結(jié)構(gòu)而失去剛性，其中白腐菌大量降解木質(zhì)素，而褐腐菌則主要侵蝕纖維素[16]。由于木材三大組分含量的差異，導(dǎo)致了2種真菌的生長、繁殖差異，最終體現(xiàn)在試件的質(zhì)量損失上。乙酸酐和馬來酸酐改性材在試件表層和細(xì)胞間隙吸附一定厚度的改性劑，能夠一定程度上改善橡膠木對白腐菌和褐腐菌的侵害，但是改性劑保留率受時間的影響。紅外譜圖表明，糠醇能夠與木材三大素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在木材內(nèi)部發(fā)生聚合，對生物侵害能起長期保護(hù)木材的作用，吸附在細(xì)胞間隙的改性劑對防腐性能也有增強(qiáng)效果。

圖6 改性橡膠木防腐效果

3 結(jié)語

本研究分析了改性劑處理時間對橡膠木吸濕性能的影響，結(jié)果表明試樣吸藥量與處理時間呈正相關(guān)關(guān)系，吸濕性能隨時間延長而降低。傅里葉紅外光譜證明了改性后橡膠木羥基的吸收峰強(qiáng)度變?nèi)?，含量減少?？疾旄男韵鹉z木的抗生物劣性，發(fā)現(xiàn)糠醇處理材具有顯著的生物抗性，4 h處理材前4周基本不受霉菌侵害；與素材相比，糠醇處理材對白腐菌的抗性提升了45.92%，對褐腐菌的抗性提升了16.61%。本研究結(jié)果表明糠醇、馬來酸酐和乙酸酐能顯著降低橡膠木的吸濕性能，有效抑制微生物的生存繁殖，延長了木材的使用壽命，對木材防霉防腐工藝的改良具有借鑒和指導(dǎo)意義。

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Improvement of Rubber Wood in Moisture Absorption/Anti-mildew and Anti-corrosion Function

LI Yuan-jie1, LU Peng-yao2, YUN Hong1

(1. Key Laboratory for Biobased Materials and Energy of Ministry of Education, College of Materials and Energy, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute, Guangzhou 511400, China)

The work aim to reduce the moisture absorption properties of rubber wood by virtue of chemical agents to significantly improve the anti-mildew and anti-corrosion properties to solve the problems of mould, insects and decay caused by moisture absorption of rubber wood. In this work, rubber wood was impregnated with furfuryl alcohol, maleic anhydride and acetic anhydride. Its changes of moisture absorption property were tested by moisture absorption weight gain rate, dynamic contact angle analysis and FTIR analysis; the effectiveness of control against biological attack was evaluated by airborne miscellaneous bacteria, white rot and brown rot bacteria. The results showed that the chemical treatment could reduce the moisture absorption of rubber wood to different degrees. The moisture absorption rate of furfuryl alcohol and maleic anhydride treated wood could be reduced by 13.13%-67.18%, while the moisture absorption of acetic anhydride treated wood increased first and then decreased. The biological resistance results showed that furfuryl alcohol could significantly improve the anti-mildew and anti-bacterial properties of rubber wood, and the resistance of 4 h treated wood to white rot fungus increased by 45.92% and to brown rot fungus increased by 16.61%; maleic anhydride and acetic anhydride also had certain inhibitory effect on the growth of microorganisms. Maleic anhydride, furfuryl alcohol and acetic anhydride impregnation of rubber wood reduces the free hydroxyl content and thus reduces the moisture absorption, which significantly improves its anti-mildew and anti-corrosion properties. The the best biological resistance can be obtained by furfuryl alcohol impregnation of rubber wood for 4h.

rubber wood; hydroxyl; moisture absorption; anti-mildew; anti-corrosion

TB484

A

1001-3563(2023)03-0032-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.005

2022?05?09

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目（2022KJCX016）；廣東省林學(xué)會2020年度科技計劃項目（2020–GDFS–KJ–04）

李元杰（1995—），男，碩士生，主攻木質(zhì)復(fù)合材料及改性。

云虹（1978—），女，博士，副教授，主要研究方向為木質(zhì)復(fù)合材料及改性。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋