白樺木材干燥過程及生物誘導的變色研究.pdf

1、白樺作為天然速生闊葉樹材，是我國北方重要的工業(yè)用材樹種之一，以其材色白凈、軟硬適中、材質(zhì)致密、紋理通直、構(gòu)造均勻等優(yōu)點，在家具制造、室內(nèi)裝飾和人造板用材中受到越來越多的重視。但白樺木材在自然干燥或人工干燥過程中易產(chǎn)生變色，特別是受真菌微生物侵染產(chǎn)生藍變、褐變的條形紋理，對白樺優(yōu)美的外觀造成了破壞性的結(jié)果，一定程度上阻礙了白樺木材的加工利用。
　　本文針對白樺木材存在的這一缺陷，從白樺木材干燥變色規(guī)律、變色機理以及生物變色等方面展開

2、了系統(tǒng)研究，同時還對白樺變色的防治進行了探索性試驗，以期為白樺干燥變色的防治及加工利用提供理論參考。
　　通過在不同干燥溫度、濕度條件下對白樺木材進行常規(guī)干燥變色過程的研究以及對其進行紅外光譜和掃描電鏡分析，初步掌握了白樺木材在常規(guī)干燥過程中的變色規(guī)律和變色的基本特點，白樺木材在常規(guī)干燥過程中產(chǎn)生的變色以黃變?yōu)橹?并利用化學成分分析試驗、變色模擬、顏色反應以及白樺浸提物成分分析等方法，結(jié)合紅外光譜、X-射線衍射和掃描電鏡等分析手段

3、，揭示了白樺木材干燥過程中黃變材的變色機理。同時，對白樺木材的生物變色進行了比較系統(tǒng)的研究，主要包括白樺木材侵染菌的培養(yǎng)、分離、純化以及初步鑒定，在白樺木材侵染菌作用下白樺木材顏色變化特點及木材化學成分變化，還研究了白樺木材侵染菌作用下試材重量變化，并通過紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)等分析手段，揭示了白樺木材生物變色機理。本文還對白樺木材生物變色的化學防治進行分析和探索性試驗。具體研究結(jié)果如下：

4、>　　1、白樺木材常規(guī)干燥變色的基本規(guī)律:①白樺木材干燥變色隨著溫度的升高總體呈現(xiàn)出加深的趨勢，當溫度超過80℃時，白樺木材干燥試樣的色差值相對增加較快;②白樺木材干燥變色隨著濕度的增大總體呈現(xiàn)出加深的趨勢，當干燥溫度低于80℃時，濕度不易超過70％，這樣產(chǎn)生的變色相對較小;③通過徑切面和弦切面變色規(guī)律分析，白樺木材在干燥過程中弦切面變色較徑切面變色程度大，這應是由干燥過程中有色抽提物的遷移和揮發(fā)以及木質(zhì)素等化學成分變化所引起的，基本與

5、木材自身的結(jié)構(gòu)與生長特點有關(guān);④通過不同干燥方法的變色試驗可知，僅對白樺木材變色影響的程度而言，微波干燥變色程度較小，其次是真空干燥，再次是氣干（通風環(huán)境較好），常規(guī)干燥變色程度較大。
　　2、白樺木材常規(guī)干燥過程中黃變材的變色機理:①通過對變色材的化學成分分析、浸提物顏色模擬試驗、顏色反應試驗以及紅外光譜可知，浸提物質(zhì)中存在苯（芳）環(huán)、酚羥基、醇羥基-OH，羰基-C=O，羧基-COOH以及酯基等發(fā)色基團與助色基團，這些基團在一定

6、條件下形成發(fā)色體，使白樺木材的顏色發(fā)生變化，這也表明浸提物中含有多元酚類、有機酸或生物堿等物質(zhì);②通過X-射線衍射(XRD)分析可知，常規(guī)干燥和汽蒸干燥變色過程中木材結(jié)晶度基本沒有發(fā)生改變，即木材本身性能沒有受到破壞;③白樺木材在常規(guī)干燥過程中產(chǎn)生的變色主要以黃變?yōu)橹鳎ㄟ^掃描電鏡觀察，其中沒有菌絲和孢子生成，僅有溶出物存在。
　　3、白樺木材生物變色的特點和變色機理:①分離出9種白樺木材侵染菌，并對其進行了初步的鑒定，其中有3種

7、為接合菌亞門、有5種為半知菌亞門、還有一種為細菌類。而且利用白樺木材試樣接菌試驗，模擬白樺生物變色過程，并通過白樺木材試樣化學成分分析、顏色反應等方法，初步揭示了9種白樺侵染菌對白樺木材生物變色的影響差異與變色特點;②通過對9種白樺木材侵染菌侵染白樺試材的重量分析試驗，其中有2種侵染菌導致試材重量的減少，基本可以確定這兩種菌應為木材腐朽菌;③通過對白樺侵染菌侵染白樺試材的化學成分析以及X-射線衍射(XRD)分析可知，纖維素結(jié)晶度發(fā)生了改

8、變，木材主要成分受到一定的破壞;④通過對白樺侵染菌侵染白樺試材的掃描電鏡分析可知，白樺試材的導管、導管腔、細胞壁、木射線與導管間的細胞壁充滿了菌絲和孢子，并且菌絲穿過梯形穿孔板或管間紋孔以及木射線與管胞間紋孔蔓延生長;同時，利用飽和乙二酸水溶液及過氧化氫脫色處理白樺生物變色試材可知，白樺木材的藍變、黑變和褐變等變色主要是由真菌引起的。
　　4、在白樺木材生物變色的防治方面，主要開展了探索性試驗。選擇6種化學藥劑進行抑菌圈試驗，對白