5种防腐防霉剂对重组竹材抑菌效果的影响

张 建，袁少飞，范 慧,2，李 琴，王洪艳

（1．浙江省林业科学研究院 浙江省竹类研究重点实验室，浙江 杭州 310023；2．浙江农林大学，浙江 临安 311300）

5种防腐防霉剂对重组竹材抑菌效果的影响

张 建1，袁少飞1，范 慧1,2，李 琴1，王洪艳1

（1．浙江省林业科学研究院 浙江省竹类研究重点实验室，浙江 杭州 310023；2．浙江农林大学，浙江 临安 311300）

采用氨溶季铵铜（ACQ），铜唑（CuAz），丙环唑和戊唑醇（ZJFC-Ⅰ），壳聚糖铜配位聚合物（CCC），碘代丙炔基丁基甲胺酸酯、丙环唑、戊唑醇（PINSKAN）5种防腐防霉剂，分别调配成0.5%，1.0%和1.5% 3种浓度；采用桔青霉（Penicillam citrinum）、绿色木霉（Trichoderma viride）和黑曲霉（Aspergillus niger）3种霉菌，绵腐卧孔菌（Poria placenta）和彩绒革盖菌（Coriolus versicolor）2种腐朽菌对毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens）炭化重组竹材进行防腐防霉性能研究。结果表明：处理后的重组竹材抑菌能力明显提高，载药量随着防腐防霉剂溶液浓度的增加而增加，载药量越大，重组竹材抑菌效果越好。浓度为1.0%的ZJFC-Ⅰ和浓度为1.5%的ACQ对3种霉菌防治效力最好，均达100%；浓度为1.5%的CuAz对桔青霉和绿色木霉的防治效力分别为81.25%和87.50%；浓度为1.5%的CCC和PINSKAN对黑曲霉的防治效力分别为87.50%和100%。处理后的重组竹材防腐能力提高60.4%以上，平均质量损失率均在3.36%以下，均达到Ⅰ级强耐腐。浓度相同时CuAz抑制腐朽菌效果最好；未处理重组竹材防霉性能最差，对3种霉菌防治效力均为0，但具有较好的耐腐能力，平均质量损失率为8.48%，达到Ⅰ级强耐腐。

重组竹材；防腐防霉剂；抑菌；防治效力；质量损失率

重组竹材由我国20世纪90年代研制成功，是近年来发展迅猛的主流竹产品之一[1~3]。重组竹材的突出优点是以资源丰富且生长周期短的竹材为原料，对竹子的径级无特殊要求，原料利用率高，性能优良，被广泛用于室内外地板、建筑结构材、家具等高强度材料领域[4~6]。由于竹材含有丰富的淀粉、糖类等营养物质，在加工、运输和使用过程中易发生腐朽、霉变和虫蛀，造成硬度、强度、可使用性等降低甚至消失[7~8]，研究发现引起竹材霉变腐朽的真菌有50多种[9~10]。因此，重组竹材用于室外时其防腐防霉性能至关重要。本试验选择5种常见的水性防腐防霉剂，调配成不同浓度对重组竹材进行防腐防霉处理，对比分析其抗霉菌和腐朽菌的能力，筛选出适宜重组竹材的防腐防霉剂，为户外用重组竹材生产提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 炭化重组竹材 取自桐庐竹楠木环保科技有限公司，竹材原料为5年生毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens），密度1.05 g•cm-3，尺寸规格为1 000 mm×105 mm×14 mm。

1.1.2 防腐防霉剂 选择5种常见的水性防腐防霉剂，主要成分和性状见表1。

表1 5种防腐防霉剂主要成分及性状Table 1 Main ingredients and characters of five anti-mildew and antiseptic agent

1.1.3 供试菌种 霉菌采用桔青霉（Penicillam citrinum）、绿色木霉（Trichoderma viride)和黑曲霉（Aspergillus niger）。腐朽菌采用褐腐菌中的绵腐卧孔菌（Poria placenta）和白腐菌中的彩绒革盖菌（Coriolus versicolor）。试验用菌种均取自贵州大学。

1.2 主要仪器

DN500×1 000型真空加压处理罐，攸县振兴压力容器搪玻璃设备有限公司；DHG-9203A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；MJ6116型精密推台锯，上海福马木工机械设备有限公司；TD 20002型电子天平，余姚市金诺天平仪器有限公司；1KW电子式可调万用电炉，南通金石实验仪器有限公司；BCD-196T ADZ型海尔冰箱，青岛海尔股份有限公司；MJX-250C型霉菌培养箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；SW-CJ-1BU型超净工作台，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；YXQ-LS-75型立式压力蒸汽灭菌器，上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验设计

1.3.1 试件制备 根据要求，将重组竹材锯切成试件，其中防霉试验试件尺寸为50 mm（顺纹方向）×20 mm×5 mm，每个霉菌6个试件；防腐试验试件尺寸为20 mm×20 mm×10 mm，每个腐朽菌12个试件。将所有试件放在温度为25℃、相对湿度65%的恒温恒湿箱中平衡处理。

1.3.2 试件处理 将5种防腐防霉剂分别调配成0.5%、1.0%和1.5 3种浓度。由于竹材较为密实且表面富含硅和蜡质薄层[11~15]，使得竹材渗透性较差。本试验将重组竹材试件分别在不同浓度的防腐防霉剂溶液中进行真空浸渍处理，先抽真空至-0.08 MPa，保持0.5 h，再在常温常压下浸渍处理2 h；取出试件，用纸巾擦干表面，50℃干燥箱内干燥1 h。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 载药量测定 载药量L为试件真空加压处理前后重量增加与试件表面积的比值，取平均值，单位g•m-2，具体计算公式如下：

式中，M1试件为处理前称重，M2为试件真空加压处理后表面擦干称重，单位g；C为防腐防霉剂溶液浓度，单位%；S为重组竹材试件6个表面面积之和，单位mm2。

1.4.2 防霉性能测定 采用桔青霉、绿色木霉、黑曲霉3种霉菌，按照GB/T 18261-2013《防霉剂对木材霉菌及变色菌防治效力的试验方法》进行霉菌侵染4周时的感染值和防治效力等防霉性能测试。每隔1周观察试样霉菌感染情况。3种霉菌防治效力的平均值来评价重组竹材的防霉性能。以未处理重组竹材试件作为对照组。

1.4.3 防腐性能测定 采用绵腐卧孔菌和彩绒革盖菌2种腐朽菌，按照GB/T 13942.1-2009《木材耐久性能第1

部分：天然耐腐性实验室试验方法》进行侵染12周时的质量损失率和耐腐等级等防腐性能测试。两种腐朽菌质量损失率的平均值来评价重组竹材的防腐性能。以未处理重组竹材试件作为对照组。

2 结果与分析

2.1 不同防腐防霉剂处理重组竹材的防霉性能

表2 5种防腐防霉剂处理重组竹材的防霉效果Table 2 Anti-mildew effect of reconstructed bamboo timber treated by 5 anti-mildew and antiseptic agents

从表2可以看出，对照组即未经防腐防霉处理的重组竹材抗霉菌能力最差，3种霉菌的平均感染值均为4，防治效力均为0。在防霉性能测试过程中发现，对照组1周后就出现了白色菌丝，4周时试件表面全部被霉菌感染；而经过防腐防霉处理的重组竹材均具有较好的抑制霉菌能力。处理条件相同时，试件载药量随着防腐防霉剂溶液浓度的增加而增加。载药量越大，重组竹材抑菌能力越好。其中以ZJFC-Ⅰ抑制霉菌效果最好，浓度为0.5%时对绿色木霉防治效力为91.25%，对桔青霉和黑曲霉防治效力均达到100%，对3种霉菌的平均防治效力为93.75%；浓度1.0%时对3种霉菌防治效力均达到100%。ACQ浓度为0.5%和1.0%时对3种霉菌平均防治效力分别为72.92%和93.75%；浓度为1.5%时对3种霉菌防治效力均达到100%。CuAz，CCC和PINSKAN3种防腐防霉剂浓度较低时，抗霉菌能力较差，浓度为1.5%时平均防治效力在70.00%以上。CuAz浓度为0.5%，1.0%和1.5%时平均防治效力分别为18.75%，54.17%和75.00%。分析测试结果发现，CuAz抗黑曲霉能力最差，浓度为1.5%时对黑曲霉防治效力只有56.25%。CCC浓度为0.5%，1.0%和1.5%时平均防治效力分别为41.67%，52.08%和70.83%。CCC抗黑曲霉能力较好，浓度为0.5%时防治效力达到81.25%；而抗桔青霉和绿色木霉能力较差，浓度为0.5%时防治效力分别为37.50%和6.25%，浓度为1.5%时防治效力均为62.50%。PINSKAN浓度为0.5%，1.0%和1.5%时平均防治效力分别为31.25%，6.25%和72.92%。PINSKAN抗黑曲霉能力较好，浓度为0.5%时防治效力为62.50%，浓度为1.5%时防治效力达到100.00%；而PINSKAN对绿色木霉和桔青霉防治效力较差，浓度为0.5%时防治效力分别为6.25%和25.00%，浓度为1.5%时防治效力分别为50.00%和68.75%。综合以上分析，ZJFC-Ⅰ和ACQ无论是对单个霉菌防治效力还是对3种霉菌的平均防治效力均明显优于其他3种防腐防霉剂。

2.2 不同防腐防霉剂处理重组竹材的防腐性能

从表3可知，试件的载药量随着防腐防霉剂溶液浓度的增加而增加，载药量越大，重组竹材防腐效果越好。经防腐防霉处理后，重组竹材的防腐能力明显提高，防腐防霉剂溶液浓度为0.5%的处理重组竹材平均质量损失率在3.36%以下，较对照组防腐能力提高60.4%。不同处理的重组竹材均具有较好的防腐性能，经两种腐朽菌侵染12周后，平均质量损失率均在10%以下，均达到Ⅰ级强耐腐。对照组即未经防腐防霉处理的重组竹材也具有较好的天然耐腐能力，对两种腐朽菌的平均质量损失率为8.48%，达到Ⅰ级强耐腐，原因主要是因为竹材原料经过了高温碳化处理，而且使用了酚醛树脂，具有一定的防腐效果[16~17]。综合以上分析，5种防腐防霉剂均具有较好的防腐能力，浓度相同时CuAz的防腐效果最好。重组竹材本身具有较好的耐腐性，适宜用于室外特别是建筑结构材。

表3 5种防腐防霉剂处理重组竹材的防腐效果Table 3 Decay resistance of reconstructed bamboo timber treated by 5 anti-mildew and antiseptic agents

3 结论与建议

（1）防腐防霉处理后的重组竹材防腐和防霉性能明显提高，重组竹材载药量随着防腐防霉剂溶液浓度的增加而增加。载药量越大，重组竹材抑菌效果越好，不同防腐防霉剂抑菌效果有所差异。

（2）未处理重组竹材防霉性能差，对3种霉菌的防治效力均为零。5种防腐防霉剂中ZJFC-Ⅰ抑制霉菌效果最好，0.5%浓度时对3种霉菌平均防治效力为93.75%，1.0%浓度时对3种霉菌防治效力均达到100%。ACQ浓度为0.5%和1.0%时对3种霉菌平均防治效力分别为72.92%和93.75%；浓度为1.5%时对3种霉菌防治效力均为100%。CuAz抗黑曲霉能力较差，而浓度为1.5%的CCC和PINSKAN对黑曲霉具有较好的抑菌效果，防治效力分别为87.50%和100%。PINSKAN对桔青霉和绿色木霉防治效力较差，而浓度为1.5%的CuAz对桔青霉和绿色木霉具有较好的抑菌效果，防治效力分别为81.25%和87.50%。

（3）5种防腐防霉剂均具有较好的抑制腐朽菌能力，浓度相同时CuAz抑制腐朽菌效果最好。防腐防霉处理后重组竹材防腐性能均有显著提升，防腐能力提高60.4%以上，最高达93.5%；经2种腐朽菌试验后，平均质量损失率均在3.36%以下，均达到Ⅰ级强耐腐。未处理的重组竹材对两种腐朽菌的平均质量损失率为8.48%，也达到Ⅰ级强耐腐。

（4）重组竹材自身具有天然的耐腐能力，但其防霉性能差，用于室外或建筑结构材时，需进行必要的防霉处理。

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Effect of Different Antimildew and Antiseptic Agents on Reconstructed Bamboo Timber

ZHANG Jian1，YUAN Shao-fei1，FAN Hui1,2，LI Qin1，WANG Hong-yan1

（1. Key Lab of Bamboo Research of Zhejiang, Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Zhejiang A & F University, Lin'an 311300, China）

reconstructed bamboo timber; anti-mildew and antiseptic agent; antibacterial; control efficiency;weight loss percentage

Carbonized reconstructed bamboo timber was treated by five anti-mildew and antiseptic agents such as ACQ (Ammoniacal Copper Quaternary), CuAz (Copper Triazole), ZJFC-I (Propiconazole and Tebuconazole), CCC (Chitosan Copper Complex), PINSKAN (Iodopropynyl butylcarbamate, Propiconazole and Tebuconazole) with three concentrations like 0.5%, 1.0% and 1.5% to test their antiseptic and antimildew capacity with Penicillam citrinum, Trichoderma viride, Aspergillus nige, Poria placenta and Coriolus versicolor. The results showed that treated reconstructed bamboo timber had better antiseptic and antimildew. The drug loading had positive relation with agent concentrations, antiseptic and antimildew ability. ZJFC-I and ACQ all had better antimildew abilities. 1.0% of ZJFC-I and 1.5% of ACQ had the best antimildew result, topped to 100%. 1.5% of CuAz had 81.25% and 87.50% effect against P. citrinum and T. viride. 1.5% of CCC and PINSKAN had 87.50% and 100% effect against A. niger.. The antiseptid abilities of treated reconstructed bamboo timber increased by 60.4% with mean weight loss percentage less than 3.36%, and their decay resistance grade was level I. CuAz had best antibacterial effect with the same concentration of treatments. The control (no treatment) had not any mildew-proof capacity, but it had good antibacterial property with mean weight loss of 8.48%, and decay resistance grade was level I.

2016-06-26；

2016-08-14

浙江省科技厅院所专项项目“竹质结构材安全性能研究及其在建筑工程中的应用”（计划编号：2015F50051）

张建（1978－），男，安徽淮北人，研究员，从事竹木材加工研究。

S782.33

A

1001-3776（2016）05-0008-05