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木材改性
百科名片
改善或改变木材的物理、力学、化学性质和构造特征的物理或(和)化学加工处理方法。其目的是提高木材的天然耐腐(蛀)性、耐酸性、耐碱性、阻燃性、力学强度和尺寸稳定性。经过改性处理的木材称改性木或改良木。至于经防护处理的木材以及胶合板、刨花板等虽具有某些改性木材的性质，但习惯上多不列入改性木材范畴。
简介
　　是用疏水性的基团取代木材成分中的亲水性羟基，或用树脂类化合物充胀木材细胞壁，从而减少木材对水的亲和力，在一定程度上提高木材的尺寸稳定性和抗微生物侵害能力。
详解
简介
　　改善或改变木材的物理、力学、化学性质和构造特征的物理或(和)化学加工处理方法。其目的是提高木材的天然耐腐(蛀)性、耐酸性、耐碱性、阻燃性、力学强度和尺寸稳定性。经过改性处理的木材称改性木或改良木。至于经防护处理的木材以及胶合板、刨花板等虽具有某些改性木材的性质，但习惯上多不列入改性木材范畴。
来源
　　19世纪30年代初，德国生产过一种名叫木石的压缩木，是改性木之始。第二次世界大战期间，随着合成树脂的发展，以及木材浸注、热压工艺和设备的改进，先后出现了多种改性木，如浸渍木、胶压木等。20世纪60年代又出现了塑合木。迄今由于技术上或经济上的可行性不够，改性方法多停留在试验阶段，只有压缩木或压定木、浸渍木、胶压木、聚乙二醇处理的木材和塑合木等有不同规模的工业生产。
压缩木
　　或压定木 木材的强度通常与其密度成一定的函数关系，密度大，强度也大。同时木材的强度又受其含水率和温度的影响。含水率和温度增高时强度便降低，反之则增高。根据这些相关关系，经湿热处理的木材，在其垂直的纹理方向进行热压，可使木材的弹性变形转化为塑性变形，然后在木材被压缩状态下降低它的温度与含水率,使木材压缩后的体积与形状定型化(“变定”),材质即密实而成为压缩木。其密度可达1.2～1.4克/厘米3，各种强度也在不同程度上相应提高，韧性一般不会因热压过度而降低。压缩木的缺点是在潮湿的环境中会吸湿而回弹，失去压缩密实的特点，造成尺寸不稳定。回弹在很大程度上受压缩时温度的影响。如热压温度提高,则回弹率降低回弹率不是压缩率的函数,而是压缩木中剩余应力的函数。为使压缩木有较好的尺寸稳定性，尽可能使木材的含水率接近使用时的平衡含水率,热压温度应尽可能提高到韧性损失的允许极限,保温、保压至少30分钟。木材在热压条件下塑化需要足够的水分。为防止在高温下水分从其端头逸散，最好在温度接近水的沸点时迅速施加压力,使水分封密在木材中,然后再升高温度到160～180℃。 卸压时把木材冷却到100℃以下。如此形成的回弹性低的压缩木材色发暗，说明压缩时产生的内应力的一部分已得到解除，称为压定木。在中国，压缩木广泛用于制造纺织工业用的木梭，以代替珍贵硬阔叶材。 如将木材迅速地在 260℃和小于10兆帕的压力下短暂地加热碾压，可使木材表面约几个毫米厚度的部分塑化密实（密度为1.0克/厘米3）。这样处理的表面,其耐磨耗性可比未经处理的高20倍。 浸渍木与胶压木 是改性木中较早的产品,木材-酚醛树脂的复合材料。浸渍木是木材用水溶性或醇溶性酚醛树脂浸渍后，经低温干燥，再加热使与树脂聚合而成。由于木材部分细胞的胞壁被树脂充胀，胞腔等空隙被填充，木材中的空隙率减少，尺寸稳定性提高。当树脂含量为木材体积的35％时，其抗缩率可达75％。为使木材易于被酚醛树脂浸透，往往采用薄单板浸渍，再用较低的压力将层积的单板热压胶合达到需要的厚度。浸渍木通常用于模具制造。
胶压木
　　又称浸渍压缩木，生产工艺同浸渍木的相仿，是一种经浸渍和压缩密实的木材 -酚醛复合材料。树脂在单板中经加热后,呈熔融状态，最后在150℃左右温度下热压固化。树脂流动时还可使纤维展平。胶压木的密度可达1.3～1.4克/厘米3，抗缩率可达95％左右。
浸渍木
　　与胶压木的耐腐性、耐酸性、强度、硬度和耐磨耗性等都显著提高，但韧性则因木材经受高温和存有树脂而明显降低，耐碱性也无提高。一般可作为电绝缘材料、民用餐具的刀柄等，胶压木还可做成机械零件。如用糠醇树脂替代酚醛树脂,浸渍时用1％的氯化锌、柠檬酸或甲酸作为催化剂，可使浸渍木具有耐碱性。其材色比酚醛浸渍的深，可用于制作液槽和压滤机的部件等。 木材的聚乙二醇处理 目的只是为了减少木材因含水率的变化而产生的湿胀干缩率，保持木材的尺寸稳定性。方法简便有效，处理过的木材具有极好的尺寸稳定性，抗缩率可高达98％，但其他物理和力学性质基本上与未经处理的生材相同。分子量在 600～1000之间的聚乙二醇为液体状，可与水按任何比例混溶，是一种良好的充胀剂，水分蒸发后能残留在木材中起充胀作用。它不同于酚醛树脂，加热后不会固化为络合的大分子，在胞壁中仍保持着蜡状物质。经处理过的木材有潮湿的手感，但不影响胶合质量。有吸湿性，但由于木材胞壁已被充胀，不会有尺寸变化。如涂以聚氨基甲酸乙酯类的涂料可用于室外。这种改性方法可用于处理木质艺术品和木质文物以及乐器和枪托等，以防止木材发生干裂等弊病。
塑合木
　　用具有一个或几个双键的乙稀基单体浸注木材，然后在一定条件下使之在木材中产生聚合反应形成树脂，填充木材空隙而形成。是一种木材 -聚合物的复合材料。乙烯基聚合反应优于缩聚反应之处在于它借自由基催化，既非酸性，又非碱性，不会残留需要排除的副产物如水等。由于多数乙烯基单体，如乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯腈等都是非极性的，不大可能和木材纤维素上的羟基起反应，乙烯基聚合物仅仅填满木材中的空隙，而起充胀木材结构的作用。乙烯基单体进入木材细胞壁结构的程度究竟如何，尚无定论。用苯乙烯、甲基丙烯酸、甲酯浸渍木材制成的塑合木，其尺寸稳定性提高的程度很小。丙烯腈则是良好的木材充胀剂，用以浸渍制成的塑合木有相当好的尺寸稳定性。如用能与乙烯基单体混溶的木材充胀剂如甲醇或乙醇、二恶烷、二甲替甲酰胺、二甘醇等，则所得塑合木的抗缩率可达74％。用乙烯基树脂处理的木材比用酚醛树脂处理的木材充填度高，韧性和耐磨耗性也好。这种改性木仅用于家具和地板表面上。由于成本较高，不易推广。

白腐菌
中文名称：白腐菌
英文名称：white rot fungi
定义：属担子菌纲丝状真菌，因腐朽木材呈白色而得名。代表菌株为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)，在污染土壤修复中常有应用。
所属学科：生态学（一级学科）；污染生态学（二级学科）

白腐菌是属于担子菌亚门的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，是能够降解木材主要成分的微生物之一。木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整，且纤维素结晶度变化不大。由此设想利用对降解木质素选择性好的白腐菌进行生物制浆，能开辟制浆方法的新途径。白腐菌除了能降解木质素用于预理、生物漂白、生物制浆外，对其它有机异生物质也有很强的分解能力，因而在废水处理中也有广泛的应用前景。
　　为降低制浆能源消耗，可在制浆之前依靠白腐菌对木质素进行分解和改性，用选择过的微生物培养基对原料进行预处理。通过白腐菌对原料的预处理，可降低后阶段制浆能耗的50%，并且纤维强度性能也得到改进。
　　白腐菌预处理制浆不仅在木质材料制浆当中应用研究较多，在非木质制浆原料(如芦苇、蔗渣、剑麻、黄麻等)预处理制浆中的应用研究同样广泛。
　　可以看出，白腐菌预处理在硫酸盐法、碱法、机械法和烧碱-蒽醌法等制浆方法中都可以不同程度地降低制浆成本、提高纸张质量。但是菌种筛选困难和预处理周期较长是制约白腐菌应用的最大障碍，大规模应用于制浆预处理还需要相关方面技术的突破。
　　利用白腐菌可以降解木质素、半纤维素和纤维素的特性，白腐菌在制浆造纸各个环节的应用都得到了很广泛的研究，但是利用白腐菌直接制浆却鲜见报道。筛选对纤维素没有影响或影响较小的选择性极高的白腐菌种直接处理原料制浆是一个新的研究方向。20世纪90年代末，日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆。选定适宜温度，可以分解出80%的木质素，比一般化学制浆法成本降低了50%。这种白腐菌对木质素的脱除分解率极高，而对纸浆纤维中的纤维素分解极少，这样可使纸浆得率高达60%，超过化学法得浆率的50%。据此计算，木材的消耗量可节约1/9。此种制浆方法将是传统制浆方法的巨大挑战。同样，制浆周期长、白腐菌筛选困难是大规模生产的最大障碍。
　　在造纸工业中，为了使最终产品的白度既高又稳定，必须把浆中残余木质素所造成的棕黑色通过漂白来除去。用生物方法脱除浆中的残余木质素是现阶段人们研究最多的一种方法，普遍认为白腐菌是最有效的菌种。白腐菌可以直接攻击木质素，很有效地除去浆中残余木质素，并且能使漂白废水中的很多有毒物质最终降解成二氧化碳和水，降低漂白废水的COD、BOD及有毒物质含量，从而降低废液的污染负荷。很多国家的实验室进行了这方面的研究，尤其是日本。
　　在利用白腐菌进行漂白纸浆时，不免有纤维素被降解。因此，筛选出选择性高的白腐菌种是当前存在的最突出的问题。
　　制浆造纸工业的废液由于含有毒、致突变、难降解的有机氯化物而日益受到高度的重视。白腐菌具有能降解木质素和变性木质素的活酶系统，能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和二氧化碳，并破坏发色基团组织和结构，降低漂白废水中的总有机氯化物、BOD、COD和色度。
　　白腐菌除了可以降解废水中的木质素，还可以降解废水中异生物质，减轻造纸废水对环境的污染，具有很高的应用价值。但是如何缩短处理周期，提高处理效率仍然是一个亟需解决的问题。
　　由于白腐菌特有的降解木质素的功能，在原料预处理、生物漂白、废水处理和生物制浆等各个环节的应用都得到了重视，并且实验室阶段研究已取得了显著成效。但是，白腐菌在大规模生产中应用还存在很多问题：处理效率低、周期长、连续化培养生产各种白腐菌的生物反应器尚待进一步研究和完善、菌种筛选困难、白腐菌的作用机制还不完全清楚。因此，研究如何培养处理效率高、选择性强、生长迅速、可以连续使用的菌种，必将引起污染严重的传统制浆工艺的较大改革。