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。