季铵盐类木材防腐剂的应用研究

季铵盐类木材防腐剂的应用研究

任世学[1]2001年在《季铵盐类木材防腐剂的应用研究》文中研究指明由于传统防腐剂CCA等中含有重金属离子和砷等,对环境危害较大,这就使人们研究和寻找对人畜无害、对环境无污染、仅对微生物有毒的新型防腐剂,季铵盐防腐剂就是符合上述要求的新型木材防腐剂。 本论文将季铵盐阳离子表面活性剂作必要的改性之后,再与铜复配,检测其防腐性能,并与CCA、五氯酚钠、百菌清、叁唑酮等防腐剂作了比较。结果表明:季铵盐改性前后,对白腐菌采绒革盖菌[Coriolus vcrsioolor (Fr.) Cooke]防腐性能没有明显的差别,试件失重率分别为7.2%、7.9%、7.6%。当叁种季铵盐保持量分别为3.8kg/m~3、3.8Kg/m~3、3.7kg/m~3,失重率均低于10%,对白腐菌采绒革盖菌[Coriolus vcrsioolor (Fr.) Cooke]的效力较高,耐腐性满足应用要求。与铜复配后,FFJ-1、FFJ-2、FFJ-3对白腐菌采绒革盖菌[Coriolus vcrsioolor (Fr.) Cooke]防腐性能有一定的改善,失重率分别为1.1%,2.8%,3.3%,与百菌清的防腐性能相近,比五氯酚钠和叁唑酮的防腐效果要好;对褐腐菌绵腐卧孔菌[Poria plaoenta (Fr.) Cooke]的失重率分别为1.6%、0.1%、4.5%,效果较好。初步的正交实验明,在CuO/DDAC=2:1、CuO/NH_3=1:3、CuO/CO_2=1:1和季铵盐-2复配是较优的配比。并且,改性后的季铵盐抗流失性比该性前的好。 另外,经FTIR证实,铜与木材作用时,主要是半纤维素中的羧基团和木质素中的酚羟基及芳基酯基与铜成键。

姜卸宏, 曹金珍[2]2007年在《季铵盐类化合物(QAC)在木材防腐中的应用》文中认为主要综述了季铵盐类化合物(QAC)在用作木材防腐剂时的耐腐性、抗流失性及其与木材的结合机理等方面的研究概况,分析了实验室耐腐性和野外实验耐腐性结果不一致的原因。此外也介绍了对季铵盐进行改性处理方面的一些研究进展。

李志强[3]2010年在《硼酸盐化合物的合成及其处理材的抗流失性和耐腐性》文中指出与加铬砷酸铜(CCA)相比,含硼木材防腐剂环保、无毒、无色、成本低廉、不抗流失,目前含硼防腐剂处理的木材只能用于室内,不能用于室外。开展室外用硼酸盐化合物的合成及其处理材的抗流失性和耐腐性研究,具有重要的理论意义及应用价值。本文通过化学合成得到硼酸盐化合物,并制备成制剂;通过实验室抗流失试验对不同含硼化合物及处理方法处理木材后硼元素水流失性进行了测定;并对其抑菌性能、部分硼酸盐化合物的室内外耐腐性能和含硼季铵盐类化合物的固着机理进行了研究,主要结果如下:(1)合成出难溶于水的无机硼酸盐、四氟硼酸季铵盐类、四苯基硼酸季铵盐类和二(水杨酸)硼酸季铵盐类化合物,通过化学元素分析和化合物熔点测定鉴定确认。化学元素分析值与化学式理论计算值一致。化合物熔点与有文献报道的值相吻合,无文献报道值的化合物熔程较窄,纯度较高。(2)采用无机硼和金属盐或聚乙烯醇等两步法处理木材,处理材的硼流失率显着降低,最低至39.6%。疏水成分能够有效的降低处理材中硼的流失率,且两步法处理木材硼的流失率低于一步处理法。透明清漆处理的木材,硼的流失率可以达到50%以下。复分解反应制备的无机硼酸盐的水溶型制剂处理木材的硼的流失率在83.2%~96.8%之间。有机溶剂型的ZB(油酸)处理材中硼的流失率低至2.7%。四氟硼季铵盐化合物处理材的硼流失率随着碳原子数的增多而降低。当化合物中碳原子数>19时,化合物处理材的硼的流失率明显降低,最低可达19.8%。四苯基硼酸季铵盐处理材的硼流失率2.1%~24.7%。二癸基二甲基-二(水杨酸)硼酸铵的处理材硼的流失率降至11.3%~16.5%。十二烷基二甲基苄基-二(水杨酸)硼酸铵处理材的硼流失率降至33.2%~38.4%。(3)四氟硼酸季铵盐类有较好的抑菌效果,其中效果最好的为含有C8~C12基团的季铵盐。实验室白蚁试验结果表明,二癸基二甲基四氟硼酸铵(DBF)和十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵(BBF)抗白蚁效果好。(4)DBF和BBF处理后的杨木有很好的耐腐效果。当载药量为7.0 Kg/m3左右时,试样的白腐和褐腐质量损失率均在4%以内。野外埋地试验(10个月)后,这两种化合物初步表现出良好的耐腐和抗白蚁效果,加入溴氰菊酯,能够明显改善抗白蚁性能。(5)建立了含硼季铵盐类化合物的高效液相色谱分析方法。色谱条件为:Venusil SCX (100 mm×4.6 mm , 5μm)强阳离子交换柱,溶有氯化铵的V (甲醇): V (乙腈): V (水) = 1:1:1混合液作为流动相,检测波长262 nm,在质量浓度10~500 mg/L的相关系数为0.998 9,相对标准偏差0.397%,平均加标回收率为100.44 % ,检出限2.0mg/L。(6)含硼季铵盐化合物处理材中,硼和季铵盐的流失率并不一致,硼的流失率要远远大于季铵盐的流失率。含硼季铵盐类化合物处理材的流失率与其在水中的溶解度有关。溶解度大的化合物,其硼的流失就高,反之就低。当含硼季铵盐化合物的饱和水溶液质量分数低于0.036%时,其处理材中硼的流失率可降至40%以内。

姜卸宏, 曹金珍[4]2008年在《新型木材防腐剂的开发和利用(续)》文中指出2新型有机铵类木材防腐剂有机铵类木材防腐剂从研究和应用上来说并不算新型的木材防腐剂。早在1976年,Butcher等就采用季铵盐类化合物涂饰木材表面以达到防腐的目的。而且在1978年新西兰就已经正式将DDAC(二癸基二甲基氯化铵)和BAC(十二烷基二甲基苄基氯化铵)作为商用木材防腐剂广泛使用。但不久研究者却发现,有机铵类化合物虽然在实验室的实验中对木腐菌、变色菌、霉菌和白蚁等的抵抗力都较好,但处理材在野外

王雅梅[5]2007年在《铜唑类木/竹材防腐剂的性能评价及其应用研究》文中研究表明木/竹材防腐是当前木材工业发展的一个重要课题,传统防腐剂的环境问题迫切要求寻找开发高效、低毒的新型防腐剂,铜唑防腐剂就是一类新开发的产品。本论文对铜唑类防腐剂的抗菌性能、环境安全性能、固着性能进行了评价,还对铜唑类防腐剂在古建筑维护以及竹材的应用方面进行了研究。研究结果表明:(1)铜唑类防腐剂的抑菌性能评价利用室内耐腐试验和野外埋地试验测试了铜唑防腐剂对腐朽菌的毒性,试验结果表明,铜唑类防腐剂的抗菌性能与CCA-C和ACQ-B相当,明显优于有机酸类防腐剂。同时研究了防腐剂对竹材腐朽菌的形态毒理作用以及对菌蛋白的影响,分析了药剂的抑菌作用,结论初步认为药剂影响了菌调控DNA合成相关基因的表达,从而阻碍了这些蛋白和酶的合成,使菌的DNA合成受到抑制,影响了菌体细胞分裂所必需的某些蛋白质,抑制了某些与菌体的正常生长相关的蛋白和酶的基因表达,最后使菌体解体,以至死亡。(2)铜唑类防腐剂的安全性能评价采用动物毒性试验测定铜唑类防腐剂的LD50值,以评价防腐剂的安全性。对于两种铜唑类防腐剂,动物的中毒主要为铜中毒,两个铜唑配方的急性经口LD50值分别为1228.7±146.6mg/kg、2072.5±180.8mg/kg。根据化学物质的急性毒性分级标准,均属低毒。对于CCA防腐剂,急性经口LD50值为440.68±32.82mg/kg,毒性偏高,属中等毒性。(3)铜唑类防腐剂的固着性能评价以毛竹和马尾松为试验材料,通过室内抗流失试验对不同配方的铜唑类防腐剂的铜元素水流失性进行了测定,对铜唑类防腐剂的固着性能进行评价。结果表明,CuAz的固着率明显优越于柠檬酸、草酸和苹果酸等有机酸类铜防腐剂;与ACQ的平均水平相当。对于铜唑类防腐剂,没有加入硼的固着性能明显优于有硼的药剂。通过对药剂处理前后竹粉、竹木质素和竹综纤维素的FTIR图谱分析表明,铜唑类防腐剂与竹材的相互作用主要发生半纤维素和木质素上,吸附铜的主要位置是半纤维素的羧基以及木质素的酚羟基和芳香酯,相互作用形成的产物,主要是芳香族-铜络合物和铜-羧酸盐络合物。

方桂珍, 任世学[6]2002年在《铜-季铵盐复配木材防腐剂的防腐性能》文中认为在实验室内采用常规的真空 加压法浸注试件 ,土壤木块法进行防腐实验 ,检验了铜 季铵盐类防腐剂 (FFJ 1、FFJ 2和FFJ 3)对白腐采绒革盖菌 [Coriolusversicolor(L .exFr .)Quel.]和褐腐绵腐卧孔菌 [Poriaplacenta(Fr .)Cooke .]的防腐性能 ,结果表明 :在较低的保持量下 ,都有较好的防腐效果。与百菌清 (可湿性粉剂 )、五氯酚钠、叁唑酮相比较 ,它们对白腐菌的防腐性能与百菌清相近 ,比五氯酚钠和叁唑酮好

余丽萍[7]2009年在《抗流失硼基木材防腐剂配方遴选及优选配方处理材的性能》文中认为随着人们环保意识的提高,一些对环境和人畜有危害的木材防腐剂的使用逐步受到限制或禁止。硼酸盐是一类性能优良的木材防腐剂,且对人畜和环境没有毒害,然而其抗水流失性很差,因而其应用范围受到了很大的限制。为了提高硼酸盐的抗流失性,本研究中用了二十几种助剂与硼酸盐复合处理木材,得到了两个对硼的固着效果较好的优选配方。并对两个优选配方进行深入实验,测定了其处理材的各项性能。最后以优选配方的组分为中间介质,将经过有机改性的蒙脱土引入到木材中,制备了蒙脱土复合防腐木材。本研究的结果归纳如下:(1)本研究中所使用的多种助剂如蛋白质、乙二醛/丙叁醇、醇类化合物、金属盐以及乙烯单体等都能通过各种形式,不同程度的提高叁种硼酸盐(硼酸、硼砂、四水合八硼酸二钠)的抗流失性,但效果均不是特别明显。(2)四苯硼钠(TPBNa)自身的耐腐及抗流失效果较好,并且经过改进之后,抗流失效果更好,但其价格较贵,不适合工业化生产使用,但在某些特定用途中仍有一定的应用前景。(3)优选配方一:首次提出将水溶性酚醛树脂与硼酸盐混合后处理木材以提高处理材中硼的保持率;在室内耐腐及抗白蚁实验中,硼酸盐浓度较高时处理材几乎没有质量损失;处理材的尺寸稳定性、吸水性以及力学强度都得到了很大程度的改善;FTIR分析表明酚醛树脂与纤维素、半纤维素以及木素中的一些基团发生了作用;SEM分析表明所合成的水溶性酚醛树脂对木材的渗透性很好,能够到达木材内的各个部位,并且酚醛树脂在高温固化之后,牢牢的附着在木材的细胞壁上,从而将硼酸盐很好的固定在木材内。(4)优选配方二:创新采用一种无机硼酸盐与季铵盐用两步法处理木材,不仅大大提高了这种硼酸盐的抗水流失性,还对处理材的各项物理力学性能都起到了积极的作用。硼的保持率随着这种硼酸盐与季铵盐浓度的增加而上升,且实验中最低浓度的硼酸盐与季铵盐复合处理材的耐腐及抗白蚁性能表现仍然很好;FTIR分析表明季铵盐以及硼酸盐与季铵盐反应生成的季铵硼盐主要是通过与木材中的纤维素和木素上的羟基、羧基等发生阳离子交换作用固定在木材上;SEM分析表明硼酸盐与季铵盐在木材内部反应生成的部分季铵硼盐以非常细小的颗粒分布在木材细胞内。(5)在两个优选配方实验的基础之上,分别用季铵盐和酚醛树脂溶液为载体,将经过有机改性后的蒙脱土(OMMT)引入木材中,制得蒙脱土复合防腐木材。结果表明,引入OMMT以后,对于处理材中硼的保持率没有太大影响;通过SEM可观察到OMMT不规则的分布在管胞壁上,很多OMMT都沉积在纹孔内及纹孔周围。但从整体来看OMMT引入木材内部的量比较有限,未能对木材细胞壁、细胞腔等空隙产生非常有效的填充及插层效应,因此对提高木材物理力学性能的贡献不是很明显。

陆方[8]2015年在《基于季铵化微纳米二氧化硅的竹材改性研究》文中认为本研究提出将季铵盐基团负载在纳米Si O2上制得季铵化微纳米Si O2,将产物用于酚醛树脂、竹材及竹质板材的改性,通过多种实验手段评价改性对竹材耐腐性、防霉性、防变色、胶合性能、疏水性、耐热性、力学性能等的影响。主要研究结论如下:(1)合成了QASN-1、QASN-2两种季铵化微纳米Si O2改性剂。核磁共振谱、红外光谱表明两种合成方法均制得了季铵化微纳米Si O2。产物的Zeta电位值由改性前的负值变化到正值,原因是改性后的纳米粒子表面负载了带正电荷的季铵盐基团。粒径测定结果表明改性后粒子的分散性改善明显。(2)抑菌圈实验表明季铵化微纳米Si O2对试菌的抑制效果强弱顺序为:密粘褶菌>桔青霉>串珠镰刀菌>链格孢菌>绿色木霉>彩绒革盖菌>黑曲霉>可可球二孢。防霉防变色实验表明:(1)改性的竹材随着添加浓度的增加,防霉防变色性能增强。QASN-1改性后的竹材对串珠镰刀菌防治能力最强,QASN-2改性后的竹材对桔青霉防治能力最强。(2)改性后竹束单板层积材早期对桔青霉有抑制效果;对串珠镰刀菌的抑菌效果要相对长;浸胶前处理效果要好于浸胶后处理。室内耐腐实验表明改性后竹材耐褐腐等级强于耐白腐等级,改性后竹材耐褐腐等级均为强耐腐;浓度5%的QASN-1、QASN-2改性后竹材耐腐等级分别为强耐腐、稍耐腐。抑菌性QASN-1>QASN-2,因为QASN-1粒径小于QASN-2,所带净电荷大于QASN-2,因此表现出更高的抗菌性。(3)电镜图表明纳米粒子在竹材各个部位分布较均匀,颗粒径级在40~50nm之间。接触角测试表明季铵化微纳米Si O2改性后竹材平均接触角在90°~140°,表现为疏水性;改性后近竹黄面的疏水性好于近竹青面,原因是近竹黄面组织结构疏松,有利于改性液的渗透和吸收;QASN-1处理后的竹块表面疏水性略好于QASN-2处理的。改性后竹束单板层积材的疏水性有一定程度改善。研究表明改性后的竹材表面,硅烷提供了低的表面能,纳米Si O2在竹材表面形成的微纳二级粗糙结构,两个因素的结合构成了改性后竹材表面的疏水性。(4)红外光谱测试表明改性后的PF固化产物存在硅氧桥的连接方式,固化产物更稳定。热重测试表明在热分解的不同阶段,改性后的样品最快失重速率对应的温度升高了约5~30℃,在800℃时的失重率减少,耐热性随改性剂添加量增大而增强;QASN-2对PF耐热性提高好于QASN-1。利用环境扫描电镜和荧光显微镜研究了改性前后竹材胶合界面,实验结果表明改性后胶合界面的渗透深度略有减小。QASN-1在浸胶前处理对竹束单板层积材力学性能存在不利影响,浸胶后处理提高了板材的力学性能,原因是QASN-1的疏水性较好,所以在浸胶前处理时会影响胶粘剂的渗透;QASN-2对板材力学性能影响不显着。(5)改性后竹粉的红外光谱图表明,竹材中部分羟基与纳米Si O2粒子发生化学结合,生成了Si-O-Si共价键。改性后竹粉的热分解温度提高了13~25℃、峰值温度提高了约15~20℃、失重率减少约2.48%~4.3%。说明改性抑制了竹粉的热分解,纳米Si O2在热分解后期作为不能分解的无机物增加了样品的残炭率。锥形量热仪测试表明:改性竹材HRR略低于未处理材,pk HRR出现时间比未改性的晚15~40s;改性后的竹束单板层积材HRR、pk HRR均减小,有一定的阻燃效果。

郑兴国[9]2008年在《蒙脱土在杉木的乙醇胺铜处理中的应用》文中认为为了改良木材水基防腐处理材在力学性能等方面存在的缺陷,本研究采用两步法,以二癸基二甲基氯化铵(DDAC)作为将蒙脱土引入木材的中间介质,分别将乙醇胺铜(CuEA)防腐剂和蒙脱土(MMT)浸注到杉木试材中,制备了杉木/蒙脱土水基复合防腐材,探讨了乙醇胺铜不同铜胺摩尔比(1:2、1:4、1:6)以及蒙脱土的引入对防腐处理材性质的影响,通过X-射线衍射(XRD)、傅立叶红外交换光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM)对复合防腐材的结构进行了表征,并参照相关标准,对防腐材的表面硬度、顺纹抗压强度、接触角以及铜的抗流失性进行了检测和分析,得出了如下结果:①随乙醇胺铜铜:胺摩尔比的增大,试材吸药量、表面硬度、顺纹抗压强度有所提高;随乙醇胺铜防腐剂铜:胺摩尔比的增大,试材的吸铜量增加(到1:4后趋于下降,因为过多的胺会与铜离子竞争吸附点),吸铜量的增加使得防腐材疏水性增强,接触角增大;随着铜:胺摩尔比的增大,防腐材铜的抗流失性减弱。综合评定,铜胺摩尔比取1:4为最佳。②蒙脱土对木材细胞空隙进行了一定的填充,特别是材料表面,使得复合防腐材的表面硬度、顺纹抗压强度、接触角有所提高;蒙脱土的引入未能提高复合防腐材铜的抗流失性,因为蒙脱土和木材结合不牢靠,易被水流失,它所吸附的防腐剂成分也易随之滤出。③XRD测试显示,乙醇胺铜和蒙脱土都没有改变防腐材的结晶结构;FTIR测试显示,乙醇胺铜主要和半纤维素中的羧基发生反应,蒙脱土未和木材形成化学结合,它与木材之间可能只是一些较弱的物理作用;SEM测试显示,蒙脱土主要分布在防腐材的管胞、纹孔、射线管胞以及临近射线管胞的管胞中,推断管胞、射线管胞和纹孔是蒙脱土在杉木中的主要渗透通道。

申桂英[10]2015年在《精彩纷呈的杀菌剂市场》文中认为杀菌剂又称杀生剂、杀菌灭藻剂、杀微生物剂等,通常是指能有效控制或杀死水系统中的微生物——细菌、真菌和藻类的化学制剂。按照活性成分的化学结构不同,可以分为活性氯化物、无机化合物、有机酸盐、季铵盐、苯酚类、有机硫化合物、有机金属及其他。2014年,全球消费杀菌剂约135万吨,销售额约65亿美元。就销售量来看,北美占1/3,中国占26%,西欧占20%,日本占3%;就销售

参考文献:

[1]. 季铵盐类木材防腐剂的应用研究[D]. 任世学. 东北林业大学. 2001

[2]. 季铵盐类化合物(QAC)在木材防腐中的应用[J]. 姜卸宏, 曹金珍. 林产工业. 2007

[3]. 硼酸盐化合物的合成及其处理材的抗流失性和耐腐性[D]. 李志强. 中国林业科学研究院. 2010

[4]. 新型木材防腐剂的开发和利用(续)[J]. 姜卸宏, 曹金珍. 林产工业. 2008

[5]. 铜唑类木/竹材防腐剂的性能评价及其应用研究[D]. 王雅梅. 内蒙古农业大学. 2007

[6]. 铜-季铵盐复配木材防腐剂的防腐性能[J]. 方桂珍, 任世学. 林产化学与工业. 2002

[7]. 抗流失硼基木材防腐剂配方遴选及优选配方处理材的性能[D]. 余丽萍. 北京林业大学. 2009

[8]. 基于季铵化微纳米二氧化硅的竹材改性研究[D]. 陆方. 中国林业科学研究院. 2015

[9]. 蒙脱土在杉木的乙醇胺铜处理中的应用[D]. 郑兴国. 北京林业大学. 2008

[10]. 精彩纷呈的杀菌剂市场[J]. 申桂英. 今日农药. 2015

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季铵盐类木材防腐剂的应用研究
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