后處理對ACQ-D處理材流失性影響及固著機理研究

　　《后處理對ACQ-D處理材流失性影響及固著機理研究》講述了：為了提高水載型木材防腐劑胺溶銅季胺鹽-D型（ACQ-D）中有效成分銅的抗流失性，《后處理對ACQ-D處理材流失性影響及固著機理研究》采用熱空氣、熱水、微波、蒸汽等四種后處理方法加速處理材中銅的固著，并考察了在不同的后處理過程中各種影響因素對ACQ-D杉木處理材的抗流失性、順紋抗壓強度及銅的化合價轉(zhuǎn)變的作用效果。通過FTIR光譜分析及應(yīng)力松弛分析等手段考察了ACQ組分在杉木處理材中的固著機理。通過野外埋樁試驗，進(jìn)一步考察了后處理對ACQ-D處理杉木及樟子松的野外耐久性的影響，旨在為人工林速生材杉木在防腐市場中的廣泛應(yīng)用提供可靠的依據(jù)。本研究結(jié)果歸納如下：（1）在熱空氣后處理過程中，溫度、處理時問、相對濕度、保持量以及通風(fēng)條件下的氧氣含量及風(fēng)速等都會對ACQ-D杉木處理材中銅的抗流失性產(chǎn)生重要影響。高溫高濕（如70℃、相對濕度為80％）的熱空氣后處理可以有效提高ACQ-D杉木處理材中銅的抗流失性，在此過程中，部分二價銅轉(zhuǎn)化為一價銅，并且化合價轉(zhuǎn)化率隨熱空氣溫度及處理時間的增加而升高。通風(fēng)條件對銅的抗流失性的影響與氧氣濃度及風(fēng)速有關(guān)，氧氣濃度下降會增加銅的流失率，而在氧氣含量充足的條件下，風(fēng)速一方面通過促進(jìn)熱量傳遞對銅的固著過程起積極作用，另一方面則由于水分的快速蒸發(fā)而使處理材的溫度降低，從而不利于銅的固著。（2）熱水后處理過程也可以有效加速ACQ-D處理材中銅的固著，并且處理材中銅的化合價轉(zhuǎn)化率隨熱水后處理溫度及處理時間的增加而升高，較高的化合價轉(zhuǎn)化率與較低的銅的流失率相對應(yīng)。微波及蒸汽后處理雖然可在短時間內(nèi)明顯降低ACQ-D杉木處理材中銅的流失率，但仍無法有效提高處理材的抗流失性。微波強度、后處理時間的增加和包膜處理是提高銅的抗流失性的有利因素。在本研究使用的蒸汽后處理條件中，蒸汽溫度、處理時問對銅的抗流失性影響均較小。在微波及蒸汽后處理過程中銅的化合價轉(zhuǎn)變較低，銅的流失率與ACQ-D杉木處理材中銅的化合價轉(zhuǎn)化率相關(guān)性不大。本研究中除蒸汽后處理外，其余后處理都不會明顯降低處理材的順紋抗壓強度。（3）從FTIR譜圖中可見，木質(zhì)素及半纖維素是ACQ-D組分在木材中進(jìn)行固著反應(yīng)的主要場所。處理材在不同組分、不同溶液溫度條件下進(jìn)行的應(yīng)力松弛表明，ACQ組分與木材matrix區(qū)的反應(yīng)分兩個階段進(jìn)行：在應(yīng)力松弛較快的階段I，ACQ組分主要與matrix區(qū)中的羥基形成氫鍵結(jié)合；在應(yīng)力松弛較慢的階段II，Cu進(jìn)一步滲透到不易進(jìn)入的區(qū)域（如纖維素中的準(zhǔn)結(jié)晶區(qū)）與木材形成氫鍵結(jié)合。極差和方差分析表明，雖然ACQ不同組分會競爭在處理材中的反應(yīng)場所，但木材成分與Cu之間的反應(yīng)仍然是處理材中的主要反應(yīng)。（4）通過比較氣干（AD）、高溫干燥（DO）、高溫高濕（HC）、熱水（HW）等后處理工藝的ACQ-D處理樟子松和杉木的野外埋樁試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，杉木的天然耐久性優(yōu)于樟子松，不同后處理的效果受樹種、試驗場所及試材埋樁位置等條件的影響。但是，在兩個試驗場地，經(jīng)HC后處理的ACQ-D處理杉木及樟子松均表現(xiàn)出良好的耐腐及抗白蟻能力。與土壤接觸的試材中銅的流失比不接觸土壤部分的高得多，廣州試驗場由于氣候和土壤類型的影響，試材中銅的流失及腐朽等問題更為顯著。另外，通過對試驗20個月后試材的順紋抗壓強度的比較可知，HC和Hw后處理材的順紋抗壓強度變化不大，而AD和DO的下降明顯，尤其是對樟子松來說下降尤為顯著。因此，與樟子松相比，杉木在野外埋樁試驗中表現(xiàn)得更好。

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