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古木建築的防腐與防腐劑

日期:2016/12/15 1:45:03      編輯:古建築彩繪

眾所周知,木材易於為霉菌腐蝕而致糟朽。當菌類的孢子附著於木材上,並侵入到內部組織中去時,只要溫度和濕度適宜,腐菌的孢子就發芽而產生菌絲。在這種菌絲所分泌的酵素的作用下,木材中的纖維素和木質素等組份將會被分解或者被吸收,進而使木材腐爛。
  防腐劑是指能保護木材,免受菌、蟲等生物損害的化學藥劑,一般都含有殺菌或殺蟲成分。防腐劑可分無機和有機兩大類,無機藥劑主要是一些水溶性鹽類。現在多采用幾種不同成分的材料進行復配,以改善性能,提高藥效。有機藥劑又分為油類和有機溶劑型藥劑兩類。
  (2)水溶性防腐劑
  水溶性防腐劑以各種無機鹽為主,是目前世界上應用廣泛、種類最多,同時也是人類歷史上使用最早的一種防腐劑。
  水溶性防腐劑可分為:單一防腐劑和復合防腐劑。
  1、 單一水溶性防腐劑
  單一水溶性防腐劑的種類很多,據有關資料介紹,有氯化物、氟化物、硼化物、砷化物、鉻鹽、銅鹽、五氯酚鈉、烷基铵化合物(AAC)等。
  ⑴ 五氯酚鈉〔C6Cl5Ona(簡寫PCP―Na)〕為白色針狀或鱗片狀結晶,熔點3730C,易溶於水(水中溶解度為22.4g/100ml)、甲醇、乙醇和丙酮。水溶液呈弱鹼性,加酸酸化時析出五氯酚(PCP)。
  五氯酚鈉對木腐菌有較好的毒效。一般用作木材表面處理的防霉、防腐、防治變色菌的藥劑。
  五氯酚鈉對人畜毒性較低,LD50為100g/Kg。對黏膜和皮膚有刺激,應做好勞動保護。
  (2)烷基铵化合物(AAC):為長鏈季铵鹽和叔铵鹽的總稱,是80年代初由新西蘭林研所研究成功的一類高效低毒的新型木材防腐劑,對菌、蟲都有很好的毒效。溶液性質穩定,在木材中固著良好,能抗流失。處理後木材保持本色,對金屬無腐蝕,不影響油飾。
  實驗表明,烷基二甲基苄基氧化铵對多種木材腐朽菌有毒效,作為廣譜木材防腐劑有著廣闊前景。
  2、 復合型水溶性防腐劑:
  人們在長期實踐中逐漸認識到,把兩種或兩種以上的不同性質的鹽類按一定比例混合,不但能克服使用單一鹽類的不足,而且能產生協同效應,形成新的特性。
  目前世界上已有數百種復合型防腐劑,采用的藥劑和配比大同小異。現介紹下面幾種:
  (2) 酸性鉻酸銅(ACC):是國際上常用的一種水溶性防腐劑,在歐洲稱賽爾苦(Celcuren),在美國則稱酸性鉻酸銅(ACC)。其配比是:硫酸銅45%+重鉻酸鈉50%+醋酸5%。
  當ACC滲透入木材後醋酸揮發,銅與鉻鹽生成不溶於水的鉻酸銅,沉積於木材細胞中,一旦木腐菌分泌微酸性酶液時,藥劑又變成溶解狀態而起殺菌作用。一般使用濃度為2~3%,吸藥量為8~12/M3。
  該藥劑的優點是:對所有木腐菌都有毒效,其缺點是處理後木材呈褐色。為了增加殺蟲能力,在配方中加入適量的砷鹽,即可制成性能優良、如今聞名世界的銅鉻砷復合劑(CCA)。
  (2)銅鉻砷復合劑(CCA):當今世界上最著名的水溶性復合防腐劑。自1938年首獲專利,發展至今已有60年歷史。這種防腐劑的國外名稱有Celevre A, Tanalith C和K33等。當該藥浸注到木材中後,能相互作用,生成不溶於水的化合物(如鉻酸銅等),固著在木材細胞中,不隨雨水流失,是一種快速固定型藥劑,具有較高的殺菌、殺蟲毒性。處理後的木材表面呈灰綠色,無臭味,能再次油漆,對人畜的毒性低。
  CCA防腐劑由含砷化合物、含鉻化合物及銅化合物組成。其中,砷是殺滅木腐菌和害蟲的主要毒性物質,加入硫酸銅不但能提高毒效,而且能增強抗流失性。鉻化合物是氧化劑,能與其它金屬鹽作用而生成不溶於水的化合物,使藥劑固定在木材組織中。
  目前世界上應用最多的是CCA-C型。其配比為:氧化鉻(CrO3)47.5,氧化銅(CuO)18.5,五氧化二砷(AS2O5)34.0,一般用量為4.0/M3。
  (二)油類和有機溶劑型防腐劑
  1、 油類防腐劑
  木材常用防腐油主要有克裡蘇油和煤焦油,由於多種原因而在古建保護中很少使用。
  2、 有機溶劑型防腐劑是一種具有殺菌、殺蟲毒效的有機化合物,能溶於有機溶劑,有機溶劑為藥劑的浸注載體,將藥劑帶入木材中,這一種藥劑滲透性比水溶性藥劑好。
  有機溶劑型防腐劑種類很多,在此就不一一介紹了,現就常用的有機錫化合物介紹如下:
  有機錫化合物有幾百種,其中效果較好的僅有三丁基氧化錫。三丁基氧化錫簡稱TBTO,為無色或微黃色透明液體,沸點186~1900C,密度1.169~1.172g/cm3,溶於苯和溶劑汽油,不溶於水。LD50為132mg/Kg,對人畜有毒。
  三丁基氧化錫毒殺能力很強,比五氯酚大20倍,且毒效期長。使用濃度0.1~0.5%,吸藥量如達到1Kg/m3時,能有效地防治木材蠹蟲的危害。目前主要用作建築木材的殺蟲、防蟲、防腐等處理,效果很好。

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