木材保护学实验报告.docx

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木材保护学实验报告

木材防腐试验报告

1、实验目的

1、了解防腐处理中药剂处理的方法及原理

2、对比浸渍处理与加压处理的效果

3、对比不同药剂浓度下的处理效果

4、学习使用真空干燥箱

2、实验药品及仪器设备

20*20*10规格木块、SMR（主要成分异噻唑啉酮，浅黄色液体，自配，主要与CCA防腐剂混合使用，用于防腐处理木材的防霉）、烧杯、真空干燥箱

3、实验原理

木纤维里含有蛋白质、淀粉、油类、纤维素等，为霉菌的生长繁衍提供了丰富的养分。

因此木材和木制品在保存和使用过程中极易产生霉变，严重影响木材表观装饰性能。

环境温湿度是引起木材霉变的重要因素，当温度为25°-30°，相对湿度93%以上时，霉菌孢子萌发和生长最快。

我国华南地区气候湿热多雨，夏季较长，木材在贮存、加工以及使用过程中很容易产生霉变。

对于木材防霉性能方面的评价方法，多数文献参考GB/T182612000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的实验方法》进行测试，该测试主要针对室内用木材的防霉效果评价。

考虑到越来越多的木制品用于户外环境，长期经受光照、雨水冲刷，使用环境更加恶劣，因此本文对防霉处理木材的户外测试进行了探讨。

1、浸渍处理实验原理：

由于木材是多孔型材料，将木材浸渍在防腐药品溶液中，防腐剂能进入木材内部，从而达到防腐的效果。

2、加压处理实验原理：

防腐处理效果与防腐剂的浸入量及浸入深度有关，加压是利用压力、温度将药剂注入到木材内。

4、实验步骤

1、配制浓度为1%、2%、3%的SMR溶液。

2、拿六个烧杯分A、B两组分别标号1、2、3号对应放入1%、2%、3%SMR溶液。

3、将样块放入烧杯内浸渍处理30min，同时准备一分样块作为实验对照。

4、直接浸渍为A组，B组放入真空干燥箱中加压处理30min。

5、处理后的样块分别放入对应标号的样品袋中，放入等量自制的青霉菌营造腐朽环境。

5、实验结果

1、浸渍处理：

木材放入腐朽菌中通过两周结果显示3%浓度防腐剂的防腐效果最好，2%次之，1%效果最差，颜色有变化但没有霉菌，但未处理的对照样块明显发霉。

2、真空加热处理：

通过加压处理的样块颜色正常同时没有发霉的趋势。

6、分析与讨论

1、同组对照，A、B组分别与未处理样块对照，从发霉及颜色变化等方面得出结论，防腐剂浓度从1%-3%浓度越高防腐效果越好，3%过后效果如何有待进一步的研究。

2、A、B组对照，浓度相同，加压处理后效果更好，这也就说明，通过加压处理防腐剂浸入木材的量增加，注入深度加大，故效果更好。

七、图片展示

对照组（未做防腐处理）：

实验组（做过防腐处理）：

药品浓度：

1%2%3%

浸渍处理：

123

真空加热处理：

123

传统上使用的防腐剂，其毒性对微生物有害，但同时也对人体、动物以及环境产生很多的不良影响。

所以，现在，一些国家正在研究不依靠防腐剂的毒性而保护木材的防腐方法，归纳起来有以下三个途径：

（1）用化学方法处理木材，改变其组成与性质，使其木材不能满足微生物的食物链，致使微生物不再栖息于木材中；

（2）寻找对危害木材的生物有毒效，而对人畜和环境无害并具有综合保护作用的新型防腐剂；

（3）由化学防腐向生物防腐过度，寻求生物防治方法。

·

二、木材染色实验报告

7、实验目的

随着天然森林资源的日趋减少，利用低质阔叶材模拟人们需要的理想珍贵木材就显得尤为重要，木材染色可以消除天然木材生长过程中产生的心边材、早晚材和漩涡纹之间的色差，提高木材的装饰品质。

特别是染色后低质阔叶材经过组坯，胶压，刨切或旋切制成各式各样的人造组合薄木，不仅色彩鲜艳、纹理清晰、立体感强，而且有不失天然木材的特性，并可形成按市场需求组织生产的工业化产品，以达到提高低质木材的利用率，增加现有装饰建材花色品种的目的。

8、实验药品及仪器设备

1、试材：

大小50mmx30mmx10mm的速生杨木木块，干燥为含水率12%~15%。

2、染料：

酸性染料。

染色后木材色彩鲜艳，颜色牢固，易操作。

3、相关助剂：

为使染料在合适稳定的酸性介质中染色，使用不与染料分子和木材发生直接化学反应的无机酸来调节pH值，同时加入助染剂—元明粉以改善染色的均匀性。

4、仪器主要有磁力搅拌器、烧杯、色度测量仪和玻璃棒。

9、实验原理

木材具有复合毛细管结构，液体在特定条件下，沿毛细结构在木材中迁移，既可以从木材内排出，也可以从木材外注入。

木材内液体的迁移可分为两大类：

第一类为质量流，即液体在静压梯度或毛细管压力梯度作用下，沿木材结构中孔隙网络的移动，其驱动力可认为是动量梯度密度，故有时义称为动量传输；第二类是扩散，扩散有两种：

气体之间的扩散，包括水蒸气在细胞腔空气中的扩散和细胞壁里结合水的扩散。

染料随水溶液通过木材毛细管通道，透过木细胞壁扩散后，沉降在纤维表面上，使得木材染色。

染色过程实质上是木材中某些成分（如木质素）与染料进行吸附或化学药品与木材中的某些成分（如单宁等）发生反应而使木材细胞染上颜色，即染料分子在木材中的渗透和固着两个过程。

染料在木材中的渗透过程，是染料离开染液向纤维转移并渗入纤维内部的过程。

由于染料分子在染料水溶液流动方向上，沿细胞腔壁呈三角形染着吸附，致使渗入流动有效面积愈来愈小，渗入流量随着时间的增长而减少，最后达到某一恒定值。

10、实验步骤

1、将木材锯为3份大小为50mmx30mmx10mm的小木块，然后用磨砂纸打磨平滑，并分别进行编号为：

1、2、3号。

2、将染料配制成浓度为20%的染料溶液，分别注入3个烧杯内，每个烧杯内注入100毫升。

3、将处理好的3个木块分别放入3个烧杯内，浸泡一小时后取出。

4、将1号木块水洗处理后，进行色度测量；将2号木块自然风干后，进行色度测量；将3号风吹日晒后，进行色度测量。

11、实验结果

编号1

编号2

编号3

X=24.22

Y=14.49

Z=6.06

X=0.5409

Y=0.3236

L=38.07

a=19.44

b=15.51

△L=2.02

△a=16.47

△b=0.21

△E=16.59

TL=无意义

WH=-154.71

WC=19.24

WT=5.65

YI=169.18

△YI=-24.51

X=22.44

Y=13.18

Z=6.40

X=0.5260

Y=0.3237

L=37.16

a=45.12

b=14.09

△L=1.11

△a=12.15

△b=1.20

△E=12.26

TL=1.0

WH=-143.64

WC=21.36

WT=4.60

YI=157.84

△YI=-13.17

X=18.10

Y=12.72

Z=4.93

X=0.5061

Y=0.3558

L=35.67

a=30.28

b=15.21

△L=0.36

△a=2.69

△b=0.07

△E=2.71

TL=3.5

WH=-183.47

WC=27.29

WT=4.59

YI=140.33

△YI=4.33

1、染液温度升高，有利于加速木材的染色速度，但温度过高会形成木材表芯层的染色不均匀。

2、染液的PH值影响着酸性染料在水中的分散程度和与木材的结合速度。

实验表明染液的pH值小，染色时间短，染色均匀稳定，色差小．但对木材的腐蚀大，木材强度明显下降；染液的PH值高，染色时闯长，色差大．染色后的木材色牢度不稳定，易褪色．木材强度无明显变化。

3、木材密度的大小决定着染色时问的长短，密度大的木材，染色时间长，而且不易于染透、染均匀。

密度小的木材染色时间短，染色均匀性好

12、分析与讨论

以上的数据可以看出，染色效果明显，但染色色泽不佳，纹理不清晰，且3种木材的染色色泽相差不大。

经小组分析讨论，原因主要有以下几点：

1、染色剂的浓度过低，适当的增大染剂的浓度，效果会更好。

2、木材染色时间不够长，导致效果不佳

3、酸性染料对木材染色时，染料温度保持在70~80℃较理想，在染色过程中，可能忽略温度的重要性。

4、染液的PH值不够高，染色不够均匀。

七、图片展示

对照组（未做染色处理）：

实验组（做过染色处理）：

药品浓度：

20％

水洗处理：

1

自然风干处理：

2

历经风吹日晒处理：

3

三组对照：

传统上使用的防腐剂，其毒性对微生物有害，但同时也对人体、动物以及环境产生很多的不良影响。

所以，现在，一些国家正在研究不依靠防腐剂的毒性而保护木材的防腐方法，归纳起来有以下三个途径：

（4）用化学方法处理木材，改变其组成与性质，使其木材不能满足微生物的食物链，致使微生物不再栖息于木材中；

（5）寻找对危害木材的生物有毒效，而对人畜和环境无害并具有综合保护作用的新型防腐剂；

（6）由化学防腐向生物防腐过度，寻求生物防治方法。

三、木材漂白实验报告

1、实验名称

木材漂白

2、实验材料

木材：

薄片，2mm厚

药品：

35%的过氧化氢，乙酸（浓度分别为20%，30%，40%，50%）

仪器：

PH试纸，烧杯。

思维思测色配色系统，恒温电器水浴锅，分析天平。

3、实验步骤

木材薄片漂白在50°水浴锅中进行半小时，将35%的过氧化氢与不同浓度的乙酸1:

1比例混合，组成漂白溶液放于烧杯中。

调节乙酸的浓度和反应时间。

4、实验结果

木材未被漂白，实验失败。

5、结果分析

影响木材漂白实验失败的因素：

1.树种。

树种是一种天然材料，颜色因树种而异，即使是同一树种，因分布地域、立地条件、树龄及其他因素不同，颜色也有不同。

同一株树的不同部位，甚至同一部位的不同切面，材色也有不同。

不同树种的木材对漂白剂的适应性也不同。

所以有可能是因为这个原因导致实验失败。

2.pH.

在漂白处理过程中，所用药剂在木材漂白中发挥作用的大小，要根据有关的氧化、还原电位而定。

实际上，两者之间的氧化还原反应能否发生，不但取决于反应的活化能，而且取决于介质的pH、反应温度和时间等因素。

漂白溶液pH是影响木材漂白效果的重要因素。

对于氧化性漂白剂，介质的pH对反应活性影响较大，如将过氧化氢溶液的pH调为碱性，它的氧化漂白能力会显著增强。

必要时加些pH缓冲剂或适量的表面活性剂，以增加脱色效果。

过氧化氢漂白液在不同pH下进行漂白，pH为10~11时，漂白效果最佳。

若pH过低，则不能产生游离基，漂白效果差。

pH过高，漂白碱性过大，过氧化性分解加剧，漂白效果也差。

我们在实验过程未保证实验实在碱性环境下做的，也可能是导致实验失败的原因。

3.反应温度

在过氧化氢漂白中，漂液温度在50~60°时，漂白效果最佳，若温度过低，过氧化氢分解产生游离基的速率慢，除去色素能力差；温度过高，一方面能耗大，另一方面产生无效分解的氧气较多，反而使白度稍有降低。

我们实验反应温度水浴保持在55°左右，所以这个原因导致实验失败的可能比较小。

4.时间

温度高，反应快，时间短；反之，温度低，反应慢，时间长。

若再延长反应时间，反而使白度稍有下降，因为木材长时间在高温碱性环境下会逐渐泛黄。

本实验反应时间是半个小时，所以可能是时间过短的原因。

5.助剂

有时漂白剂经适度的活性化后，仍不能得到满意的漂白效果，这时就有必要加入活性化助剂。

如果漂白剂的活性较强，则漂白剂的无效分解剧烈，不但损失了漂白剂，而且强烈的氧化还原反应会导致木材组分的降解甚至是破坏，使材质下降。

为此，必须加适量的抑制化助剂。

本实验失败的原因也可能是因为没有将漂白剂进行适度的活性化。

6、实验总结

本次实验的失败对我们小组而言有利有弊，有弊的就是打击了小组成员的自信心，自己的实验方案被否定了，但有利的一面是让小组成员痛定思痛，反省实验失败的问题出在哪里，从头到尾检查一遍，相当于也巩固了学习的知识，更深入的了解了氧化漂白的原理，影响因素，以及各种相互影响。

我们相信我们的实验会越做越好。