室外使用的木材，因受雨水、風(fēng)沙、日光、土壤的浸染及溫度變化的影響，會(huì)發(fā)生腐朽、霉變、開裂、變形、火災(zāi)危險(xiǎn)性增大等問題。從人類開始使用木材的那一天，室外用材就面臨著進(jìn)行防菌、防霉、防蟲、阻燃、尺寸穩(wěn)定等處理。

     在人類使用木材的早期，發(fā)現(xiàn)將圓木將要埋入土壤中的部分進(jìn)行表面灼燒，然后埋入土中，圓木的使用時(shí)間將明顯增加。防腐劑的早期使用，是通過涂刷方法涂抹于木質(zhì)神像、墓碑、樂器上來延長(zhǎng)使用壽命。在公元一世紀(jì)前，埃及人使用金屬鹽作防腐劑浸泡木材，中國(guó)人也知道把木材浸泡在海水或鹽湖后使用能防腐防蟲。

     公元500 年前，希臘人將建筑圓木柱鉆孔，傾油入孔使其滲透到圓柱木材細(xì)胞內(nèi)，放在石板上干燥備用；羅馬人使用明礬處理木質(zhì)金字塔，令其在一定范圍內(nèi)不會(huì)燃燒。

     此后一段時(shí)間內(nèi)，浸注處理方法沒有明顯的改進(jìn)，直到加壓浸注方法出現(xiàn)。1831 年，法國(guó)人Jean Robert Breant 將防腐劑在壓力下注入木材，極大地提高了處理材的浸注效果，是木材浸注處理方法上的一個(gè)里程碑。10 年后，隨著工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備問題的逐步解決，加壓處理方法逐漸推廣開來。

     在加壓處理方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)處理深度、均勻性、防腐劑使用的經(jīng)濟(jì)性，人們又研制了多種方法，如李賓空細(xì)胞法、滿細(xì)胞法、Lowry 空細(xì)胞法等。木材浸注處理的工業(yè)化開始迅速發(fā)展。

     國(guó)內(nèi)外對(duì)室外用木材的處理方法主要有兩種，常壓法和加壓法。前者有涂刷法、噴淋法、浸漬處理法、冷熱槽法、雙擴(kuò)散法、立木處理法等，主要用于對(duì)處理材質(zhì)量要求不高、處理量小、處理材的耐久時(shí)間短等場(chǎng)合；后者又稱真空——加壓法，多用于木材尺寸大、要求藥劑浸漬深、生產(chǎn)量大等場(chǎng)合。常用的加壓法有滿細(xì)胞法、半細(xì)胞法、頻壓法、循環(huán)法等，即使是加壓處理法，也存在著處理材藥劑浸注深度不夠、藥劑分布不均勻等問題，在工藝上雖存在后真空過程，留存于細(xì)胞腔中的藥劑被吸走，但對(duì)于存在于細(xì)胞壁空隙、細(xì)胞間隙中的藥劑（不能充分利用）不能吸出木材體外，造成藥劑的浪費(fèi)，增加成本。為提高處理材的浸透性和浸透深度，針對(duì)加壓法處理木材存在的種種問題，近年來，國(guó)內(nèi)外的研究人員不斷的進(jìn)行探索，提出了很多方法。

     1．CO2超臨界流體處理木材技術(shù)：在1995 年的“木材防腐新工藝的開發(fā)”（匯編）中，MorrellJ J 等介紹了由Madison 撰寫的關(guān)于co2超臨界流體處理木材的文章，認(rèn)為此法幾乎能用處理劑處理所有樹種木材而對(duì)處理材無明顯不良影響，此法與現(xiàn)行處理方法同樣有效而且拓寬了使用藥劑的范圍，雖然還需作進(jìn)一步研究和實(shí)驗(yàn)，可斷言，該方法將是本世紀(jì)最具革命性改進(jìn)的木材防腐處理方法[1]。Demessie E S等使用二氧化碳或其與甲醛的混合體研究超臨界流體處理對(duì)花旗松心材氣體滲透性的影響，認(rèn)為，三分之二的試樣的滲透性提高，這似乎與溫度、壓力的變化及助溶劑無關(guān)，表明狀態(tài)單一，對(duì)抽提物有增溶作用，部分試樣滲透性降低可能是因?yàn)槿芙獾某樘嵛镏匦挛龀鯷2]。

     2．木材激光刻痕法：激光刻痕法不破壞木材組織，且使藥劑容易注入[3]。安藤恵介對(duì)爪狀刀具刻痕法和激光刻痕法針對(duì)柳杉、日本扁柏、花旗松、美國(guó)鐵杉四個(gè)數(shù)種的柱材進(jìn)行了對(duì)比研究，后者浸注到木材中的藥液比前者多50%以上，此法可調(diào)節(jié)藥液的注入量——與在木材上的刻痕位置有關(guān)。同時(shí)研究了刻痕深度和激光照射條件及激光刻痕對(duì)木材強(qiáng)度的影響[4]。中嶋恒研究了脈沖激光照射次數(shù)對(duì)孔形狀的影響，認(rèn)為，輸出功率低，全照射時(shí)間長(zhǎng)，照射次數(shù)對(duì)孔深沒有影響；但輸出功率高，全照射時(shí)間短，隨著照射次數(shù)的增加孔越深，此外照射1 次，輸出功率低全照射時(shí)間長(zhǎng)的孔較深，但這個(gè)差別隨著照射次數(shù)的增加而變小，結(jié)果表明，全照射時(shí)間短的場(chǎng)合，與脈沖照射一次相比，還是照射多次可以穿更深的孔[5]。

     3．低壓水蒸氣爆破法：據(jù)日本1993 年的“提高木材注入性討論會(huì)”上提出的低壓水蒸汽爆破法，可破壞閉鎖的紋孔，改進(jìn)胞間通導(dǎo)性而改良透過性，電子顯微照片表明爆碎處理后紋孔部分有選擇性的破壞[3]。

     4．壓縮前處理技術(shù)：木材防腐處理，對(duì)心材和難浸注材，藥液均勻地注入木材內(nèi)部、到達(dá)一定深度較為困難，可在加壓前，先將木材進(jìn)行橫向壓縮，應(yīng)力集中于特異的紋孔部位，紋孔周邊和紋孔膜有選擇性的破壞，除氣干材切向強(qiáng)度外，不致使強(qiáng)度下降，改善了滲透性[3]。酒井溫子用含水率12～18.5%的花旗松、柳杉和美洲花柏心材，在高壓壓機(jī)中對(duì)氣干試件作橫向壓縮實(shí)驗(yàn)，對(duì)殘留變形狀態(tài)的試件注入染色液，測(cè)定注入量，實(shí)驗(yàn)表明，壓縮處理后注入量有顯著的增加；為了獲得高注入量，試件在液體中的尺寸回復(fù)量必需大，多數(shù)情況下，回復(fù)可達(dá)壓縮前的90%；大型氣干材壓縮率宜在含水率30～40%以下，處理后靜曲彈性模量的降低不到10%，壓縮和開溝加工組合起來作表面滲透，開溝的表面滲透良好，根據(jù)目的并用開溝方式是用效的[6]。飯?zhí)锷胗闷叻N針闊葉材研究壓縮法對(duì)木材滲透性的改善效果，其結(jié)果是壓縮材的滲透量和未壓縮材相比，任何樹種都而異。同一壓縮率下增加的程度隨樹種差別很大，改變溫度和含水率后壓縮材的**吸液量，對(duì)于杉木飽水溫度80℃時(shí)達(dá)到**值，對(duì)于鐵杉在飽水溫度80℃下壓縮的吸濕量小于30℃時(shí)的吸濕量。**處理?xiàng)l件隨樹種而異，**吸液量有差別的原因可用壓縮時(shí)試件含水率、溫度不同時(shí)的尺寸復(fù)原能力不同來解釋，**吸液量和尺寸復(fù)原率之間呈線性關(guān)系。從SEM 觀察到閉塞紋孔被破壞，孔圈導(dǎo)管內(nèi)的侵填體也被破壞，這些破壞對(duì)加速液體滲透有促進(jìn)作用[7]。安武溫子在進(jìn)行藥劑的滲透性研究時(shí)，選擇浸透性較差的的美國(guó)松心材，其端面100×100mm、長(zhǎng)度為1000mm，分別鋸切700mm 及300mm 長(zhǎng)度的材段。長(zhǎng)段材壓縮為40%，兩塊試材進(jìn)行加壓注入藥劑。藥劑選用環(huán)烷酸酮、CFK 劑、ベヘサチック酸亞鉛乳劑，注入后進(jìn)行干燥。將干燥材橫向從中間鋸開，觀察藥劑浸透狀況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)段材內(nèi)藥劑充分浸透到中心部位，保持較高的藥效。因而，壓縮法可提高防腐處理性能[8]。Les Bois 簡(jiǎn)單介紹了“壓縮木”專利的制造方法，將木材（特別是軟木）浸以三聚氰胺-甲醛樹脂液后，放入爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)干燥，減少木材中的水分，以免影響樹脂的聚合，然后進(jìn)行壓縮，減小木材的體積，同時(shí)使樹脂聚合，再次干燥木材。木材的容重增加，木材的硬度和耐磨性及尺寸穩(wěn)定性得到提高[9]。日本京都大學(xué)木質(zhì)科學(xué)研究所的井上雅文認(rèn)為“壓縮材”是垂直于木材纖維方向壓縮形成的高密度化材料，按其材質(zhì)均勻化的程度，可獲得要求的強(qiáng)度性能。制作壓縮材的難題是木材變形的固定。提出了實(shí)用的加工技術(shù)，與壓縮材相比，中密度纖維板難以制成薄而均質(zhì)的材料，而壓縮材可制成1mm 厚，同時(shí)水蒸氣預(yù)處理可有效的定形，利于生產(chǎn)連續(xù)化[10]。Шамаев B A 使用含量為木材重量10～15%尿素的濕木材進(jìn)行干燥，并同時(shí)壓實(shí)到密度ρ=1000～1200kg/m3。研究了木材橫紋壓縮時(shí)，用尿素增塑的木材的干燥過程；提出了干燥過程的加荷規(guī)律，目的是使橫向變形值與受壓縮的橫向方向收縮值之間的差異盡量減到**程度。提出了木材在溫度-濕度作用和機(jī)械壓力下木材變形的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)表明，該數(shù)學(xué)模型完全適用于較大變形時(shí)的實(shí)際應(yīng)用[11]。

     5．熱水（汽）處理法：對(duì)于針葉樹材，熱水(汽) 處理可除去覆被于紋孔的阿拉伯半乳糖膠等物質(zhì)，開放閉塞的紋孔對(duì)，從而改善了滲透性；蒸煮處理的處理強(qiáng)度越大，改善滲透性的效果越大，電子顯微照片表明蒸煮處理后有開裂的紋孔塞[3]。采用微波加熱對(duì)木材進(jìn)行預(yù)處理,不但能提高加熱速度,且能改進(jìn)藥劑的滲透性[12][13]。

     6．震蕩加壓處理法：Flynn K A 在1994 年研究了在對(duì)木材進(jìn)行加壓處理的同時(shí)，施以震蕩的方法。用5 種不同的震蕩時(shí)間表進(jìn)行研究，云杉?xì)飧刹暮蜕模s纖維飽和點(diǎn)）用**壓力為976 與1465kg/m3處理，處理效果是根據(jù)藥劑的吸收量、徑向與弦向的透入度來評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)防腐劑的透入度與吸著量有明顯的增加[14]。1996 年，使用5 種不同的防腐劑對(duì)云杉材進(jìn)行震蕩處理，觀察藥劑在具緣紋孔內(nèi)的分布情況。顯微鏡觀察證實(shí)，具緣紋孔內(nèi)部的防腐劑分布很好，同時(shí)彈性模量無明顯降低，此種處理方法可促進(jìn)藥劑在閉塞部位中的分布[15]。

     7．對(duì)于使用酶、微生物、細(xì)菌來改善木材的滲透性，很多人進(jìn)行了研究。1993 年Militz H 應(yīng)用不同的酶，預(yù)處理云杉柱材和鋸材，隨后加壓浸注木材防腐劑，研究表明，酶預(yù)處理明顯改善了處理材吸收防腐劑的能力和防腐劑在處理材中的滲透性，采用不同的酶的混合物的加壓處理大多十分成功。同時(shí)探討了酶破壞細(xì)胞紋孔的機(jī)理[16]。同年，Militz H 又使用三種不同的處理劑對(duì)云杉（Picea abies L.Karst.）進(jìn)行預(yù)處理，云杉木材①經(jīng)酶制劑處理，具緣紋孔的紋孔塞部分破壞，紋孔塞緣微纖絲破壞，滲透性明顯改善；②經(jīng)熱態(tài)草酸鹽處理，紋孔塞緣微纖絲降解，但不損及纖維素結(jié)構(gòu)；③經(jīng)冷態(tài)堿處理，具緣紋孔的紋孔塞破壞，但滲透性并無改善[17]。Despot R等用細(xì)菌作用改善冷杉木的滲透性，文中著重介紹了厭氧菌對(duì)增加杉木滲透性的作用。將長(zhǎng)6m的試件分為三組，一組不浸泡，另兩組置于水溶液中浸泡一個(gè)月和兩個(gè)月，然后氣干，將試材鋸成小試樣，并用加壓滿細(xì)胞浸注法浸在無機(jī)鹽中。研究表明，浸泡處理只提高邊材的滲透性，對(duì)心材無影響。浸泡一個(gè)月和兩個(gè)月試材的邊材滲透性比未浸泡者分別提高了3.17 倍和3.9 倍。滲透性提高的木材使水溶性無機(jī)鹽駐留性和滲透性也同時(shí)提高，駐留性分別提高73%和75%，邊材橫向滲透性和縱向滲透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未處理的試材，處理試材邊材的抗壓強(qiáng)度（順紋方向）沒有明顯降低[18]。Dai S 等研究了柳杉原木中的微生物生態(tài)系統(tǒng)及下池后柳杉木材試樣的紋孔膜變化。入池9 個(gè)月后原木心材中的細(xì)菌數(shù)目沒有增加，但原木邊材、心邊材交界處細(xì)菌數(shù)目在入池之后立即增加[19]。

     8．聲波和超聲波處理法：在對(duì)木材進(jìn)行加壓處理的同時(shí)，施以聲波或超聲波的作用，也是改善木材滲透性的一個(gè)研究方向。Nair H U 等使用花旗松與美國(guó)西部黃松試材在加壓處理的同時(shí)附加聲波的作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常規(guī)加壓處理作比較。當(dāng)連續(xù)加壓處理1.5～2h，花旗松聲波處理的藥劑吸收量?jī)?yōu)于常規(guī)處理。這種連續(xù)處理對(duì)花旗松試材能達(dá)到飽和，表明聲波處理，溶液一直能進(jìn)入到木結(jié)構(gòu)內(nèi)部，而常規(guī)處理?xiàng)l件下，則是無效的。而這種處理方法對(duì)美國(guó)西部黃松試材不太理想。研究結(jié)果表明，聲波處理，對(duì)加壓處理方法的改善，以及對(duì)難處理樹種木材的處理，提供了很大的可能性[20]。Wheat P E 等采用超聲波技術(shù)，用防腐劑浸漬處理木材。所用白云杉以氟化鈉飽和溶液浸漬后，木材內(nèi)液體的流動(dòng)性增強(qiáng)，在47kHz 超聲波時(shí)，氟化鈉離子的吸收量也增加[21]。

     9．離心轉(zhuǎn)動(dòng)處理技術(shù)：一種**的木材處理技術(shù)——在離心分離機(jī)中浸漬木材，Аринкин СМ 等介紹了離心傳動(dòng)機(jī)的組成機(jī)構(gòu):圓筒杯狀殼體（內(nèi)設(shè)帶底板的支撐浮子）、與圓筒杯同軸固定并通過彈性件與殼體的側(cè)壁和底板相連的可轉(zhuǎn)動(dòng)撓性連接、對(duì)稱于轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝的圓筒式浸漬室及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，研究認(rèn)為，在常壓下的離心浸漬使木材對(duì)藥劑的吸收量增加[22] [23]。

     10．伊藤貴文采用連續(xù)熱壓輥進(jìn)行加壓，通過提高木材表面的硬度來改善木材表面的性質(zhì)，試材為扁柏、紅松、橡膠木、山毛櫸和輻射松，處理藥劑為乙二醛樹脂,加壓或浸漬注入，壓輥溫度210℃，線速2.7m/min,每一次壓縮量0.6mm,**壓縮量可達(dá)2.0mm，全部樹種經(jīng)過壓縮處理后表面硬度提高2 倍，并明顯地提高表面光澤及光潔度。用乙二醛樹脂處理，可穩(wěn)定壓縮材的尺寸，含漬量達(dá)到13.5%時(shí)可完全壓縮固化, 含漬量達(dá)到9%以上時(shí)可有效的控制吸濕時(shí)的反彈[24]。同時(shí)伊藤貴文用熱壓輥處理杉木，處理藥劑使用乙二醛和二丙烯乙二醇的混合液（混合比1：1），把13.5%以上的溶液預(yù)先加壓注入試件，壓縮后在150℃的干燥器中加熱2h，由此可永久固定壓縮變形。這是由于樹脂和木材成分縮合產(chǎn)生憎水作用，因交聯(lián)和膨脹而產(chǎn)生較高的體積穩(wěn)定性。用18%以上溶液浸漬處理可以顯著地抑制表面部分的變形回復(fù)。認(rèn)為這是由于木材表層滲透了樹脂，使水以蒸汽形式向試件內(nèi)部浸入推遲的結(jié)果；為增加樹脂液的吸入量，在浸漬處理時(shí)預(yù)先進(jìn)行壓縮預(yù)處理是很有效的[25]。

     11．Kumar S 研究了在不同含水率條件下的濕木材，采用突然升高和釋放壓力的不同壓力處理方法。研究結(jié)果與采用同樣壓力和時(shí)間周期的傳統(tǒng)的滿細(xì)胞壓力處理法相比較。認(rèn)為快速變動(dòng)壓力法是處理具有高處理性能濕木材的簡(jiǎn)便和快速的方法，不僅防腐劑在木材中的留著量較高，而且在木材中的分布更為均勻[26]。

     木材經(jīng)過防腐、阻燃、尺寸穩(wěn)定化等處理，明顯地延長(zhǎng)了使用年限、提高了使用性能，對(duì)結(jié)構(gòu)材、室外用材是不可或缺的方法。當(dāng)代人們比以往任何時(shí)期都更向往自然，在日本有60%的人們對(duì)回歸自然有強(qiáng)烈愿望，希望住宅木質(zhì)化的人超過了70%[27]。近幾年來，木結(jié)構(gòu)房屋已進(jìn)入中國(guó)，建造森林別墅漸成時(shí)尚，公共場(chǎng)所的木結(jié)構(gòu)設(shè)施逐漸增多，結(jié)構(gòu)材、室外用材的用量在急劇增加。傳統(tǒng)的木材處理方法，耗時(shí)長(zhǎng)、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、處理效果一般，為了提高藥劑的浸注效果，多是在進(jìn)行加壓處理的同時(shí)，輔以上面提到的種種辦法，反而使現(xiàn)有的處理工藝變的更加復(fù)雜。研制新的木材處理方法，已成必然。

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