白樺木材干燥過(guò)程及生物誘導(dǎo)的變色研究.pdf

1、白樺作為天然速生闊葉樹(shù)材，是我國(guó)北方重要的工業(yè)用材樹(shù)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(diǎn)，在家具制造、室內(nèi)裝飾和人造板用材中受到越來(lái)越多的重視。但白樺木材在自然干燥或人工干燥過(guò)程中易產(chǎn)生變色，特別是受真菌微生物侵染產(chǎn)生藍(lán)變、褐變的條形紋理，對(duì)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(duì)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(jī)理以及生物變色等方面展開(kāi)

2、了系統(tǒng)研究，同時(shí)還對(duì)白樺變色的防治進(jìn)行了探索性試驗(yàn)，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(guò)在不同干燥溫度、濕度條件下對(duì)白樺木材進(jìn)行常規(guī)干燥變色過(guò)程的研究以及對(duì)其進(jìn)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(guò)程中的變色規(guī)律和變色的基本特點(diǎn)，白樺木材在常規(guī)干燥過(guò)程中產(chǎn)生的變色以黃變?yōu)橹?并利用化學(xué)成分分析試驗(yàn)、變色模擬、顏色反應(yīng)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(guò)程中黃變材的變色機(jī)理。同時(shí)，對(duì)白樺木材的生物變色進(jìn)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(diǎn)及木材化學(xué)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(guò)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(jī)理。本文還對(duì)白樺木材生物變色的化學(xué)防治進(jìn)行分析和探索性試驗(yàn)。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(shì)，當(dāng)溫度超過(guò)80℃時(shí)，白樺木材干燥試樣的色差值相對(duì)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(shì)，當(dāng)干燥溫度低于80℃時(shí)，濕度不易超過(guò)70％，這樣產(chǎn)生的變色相對(duì)較小;③通過(guò)徑切面和弦切面變色規(guī)律分析，白樺木材在干燥過(guò)程中弦切面變色較徑切面變色程度大，這應(yīng)是由干燥過(guò)程中有色抽提物的遷移和揮發(fā)以及木質(zhì)素等化學(xué)成分變化所引起的，基本與

5、木材自身的結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)特點(diǎn)有關(guān);④通過(guò)不同干燥方法的變色試驗(yàn)可知，僅對(duì)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(fēng)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(guò)程中黃變材的變色機(jī)理:①通過(guò)對(duì)變色材的化學(xué)成分分析、浸提物顏色模擬試驗(yàn)、顏色反應(yīng)試驗(yàn)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(tuán)與助色基團(tuán)，這些基團(tuán)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(jī)酸或生物堿等物質(zhì);②通過(guò)X-射線衍射(XRD)分析可知，常規(guī)干燥和汽蒸干燥變色過(guò)程中木材結(jié)晶度基本沒(méi)有發(fā)生改變，即木材本身性能沒(méi)有受到破壞;③白樺木材在常規(guī)干燥過(guò)程中產(chǎn)生的變色主要以黃變?yōu)橹?，通過(guò)掃描電鏡觀察，其中沒(méi)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(diǎn)和變色機(jī)理:①分離出9種白樺木材侵染菌，并對(duì)其進(jìn)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(xì)菌類。而且利用白樺木材試樣接菌試驗(yàn)，模擬白樺生物變色過(guò)程，并通過(guò)白樺木材試樣化學(xué)成分分析、顏色反應(yīng)等方法，初步揭示了9種白樺侵染菌對(duì)白樺木材生物變色的影響差異與變色特點(diǎn);②通過(guò)對(duì)9種白樺木材侵染菌侵染白樺試材的重量分析試驗(yàn)，其中有2種侵染菌導(dǎo)致試材重量的減少，基本可以確定這兩種菌應(yīng)為木材腐朽菌;③通過(guò)對(duì)白樺侵染菌侵染白樺試材的化學(xué)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(guò)對(duì)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(dǎo)管、導(dǎo)管腔、細(xì)胞壁、木射線與導(dǎo)管間的細(xì)胞壁充滿了菌絲和孢子，并且菌絲穿過(guò)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(zhǎng);同時(shí)，利用飽和乙二酸水溶液及過(guò)氧化氫脫色處理白樺生物變色試材可知，白樺木材的藍(lán)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(kāi)展了探索性試驗(yàn)。選擇6種化學(xué)藥劑進(jìn)行抑菌圈試驗(yàn)，對(duì)白