新烟碱类药剂用于厚芯胶合板防白蚁可行性研究*

高 婕 马红霞 李兴伟 陈利芳

（广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

厚芯胶合板是以4～8 mm 超厚单板为芯板组坯而成的胶合板。与传统胶合板相比，厚芯胶合板可减少胶粘剂用量，具有生产效率更高、更环保的优点[1]，但由于芯板部分多以杨木、松木等速生林木材为主，且很大程度上保留了木材本身的性能，因此易受到白蚁蛀蚀[2-3]，限制了厚芯胶合板在南方地区，特别是墙体材料、户外建材等方面的应用。

新烟碱类药剂是继有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂后的第四代杀虫剂。随着有机氯、有机磷等[4]高毒白蚁化学药剂退出市场，新烟碱类药剂以其高效防蚁效果和对哺乳动物低毒、环境友好的特点，被世界各国广泛推广。目前，新烟碱类药剂主要用于土壤处理防止地下白蚁入侵建筑物，该类药剂通过选择性控制昆虫神经系统的烟碱型乙酰胆碱酯酶受体，阻断昆虫中枢神经系统正常传导，从而导致昆虫出现麻痹而死亡[5]。吡虫啉作为第一代新烟碱类药剂，其使用浓度是有机磷杀白蚁剂如毒死蜱浓度的1/20 ～1/10，是拟除虫菊酯如氯氰菊酯使用浓度的1/5 ～1/2. 5，已被美国国家环境保护署公布为替代毒死蜱的主要防治白蚁制剂之一[6]。

新烟碱类杀虫剂自1991 年上市以来，经过多次改进，已开发出多种系列产品。本文以第一代新烟碱类药剂吡虫啉、噻虫啉和第二代新烟碱类药剂噻虫嗪为研究对象，探讨其用于厚芯胶合板防白蚁的可行性。

1 材料与方法

1.1 材料

桉树单板，厚度1.2 mm，辐射松单板，厚度7.5 mm，平均含水率均为6%；胶合板用酚醛树脂，太尔胶粘剂（广东）有限公司提供，固含分别为44.17%、55.79%。供试药剂为新烟碱类药剂吡虫啉、噻虫啉、噻虫嗪，含量分别为95%、96%、97%，均购自市场。供试白蚁为家白蚁Coptotermes formosanus，取自广东省林业科学研究院院内。

1.2 主要试验仪器

美国PE 热重分析仪，型号Pyris1；美国TA差示扫描量热仪，型号Q20，参照物为高压不锈钢空坩埚。

1.3 试件制备

1.3.1 药剂处理单板工艺 试验采用单板预处理工艺，即先对单板进行药剂处理，然后干燥、热压成板。根据GB/T27651-2011【7】防腐木材的使用分类和要求，吡虫啉处理南方松类木材浓度为21 mg/kg 左右，因此本试验中设定药剂试验用量为9.5、24、38、50 mg/kg。将每种药剂制成水乳制剂后，稀释至上述4 个浓度，然后分别对单板进行加压处理，制得12 组药剂处理单板。其中，加压处理具体工艺参数为：前真空-0.1 MPa，处理时间10 min；加压至10 MPa，处理10 min；后真空-0.1 MPa，处理时间10 min。

1.3.2 压板工艺 单板干燥至含水率10 %左右，然后涂胶、组坯、热压。其中以酚醛树脂为胶粘剂的板材双面涂胶量为180 g/m2，热压温度125 ℃，热压时间1.2 mm/min，热压压力2 MPa；以脲醛树脂为胶粘剂的板材双面涂胶量为160 g/m2，热压温度115 ℃，热压时间1.0 mm/min，热压压力2 MP。板材为5 层，中间芯层为辐射松厚单板，上下各两层桉树单板。

1.4 性能测试

1.4.1 药剂对家白蚁毒力测定 采用药膜法比较3 种药剂对家白蚁的毒性差异。用乙醇将3 种药剂分别配成1 000 mg/L 的母液。根据预试验结果，将吡虫啉和噻虫嗪母液等比稀释为0.097、0.290、0.880、2.640、7.930 mg/L，噻虫啉母液等比稀释为0.804、3.210、12.820、51.200、139.000 mg/L。

取1 mL 药剂滴在直径为90 mm 的滤纸上，自然晾干后放入直径为90 mm 的干净培养皿中；投入30 只个体大小一致的健康工蚁，置于28 ℃，相对湿度85%的环境中，每天观察记录白蚁死亡数量。测试期间注意保持滤纸的湿润。每一试验条件重复3 次，如果空白对照击倒率或死亡率大于20%，则重新进行试验。

以药物浓度对数值为自变量X， 96 h 平均累计死亡率机率值为因变量Y，计算药物的毒力回归方程，求出药剂的LC50，作为药剂对家白蚁毒力评价指标[8-9]。

1.4.2 药剂热稳定性 采用热重分析仪测试药剂的热解温度。试验条件为：样品从35℃升温到400 ℃，升温速率10 ℃/min；氮气气氛，气体流量20 mL/min。

1.4.3 药剂在板材中最佳用量 （1）药剂处理浓度对板材抗白蚁蛀蚀性能影响 根据GB/T 18260-2015[10]，测试未经药剂处理的对照试样和经药剂处理试样的抗白蚁蛀蚀情况，每一试验条件重复3次。测试试样为根据1.3 制备的厚芯胶合板，板材用胶粘剂为酚醛树脂。

（2）药剂对板材胶合强度影响 根据GB/T 17657-2013[11]人造板及饰面人造板理化性能试验方法测试未经药剂处理的对照试样和经药剂处理试样的胶合强度，根据GB/T 9846-2015[12]普通胶合板对板材性能进行评价，分析药剂对板材胶合强度影响程度。

1.5 数据分析

用 Excel 2010 对数据进行整理，采用统计软件JMP 11.0.0 对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 药剂对家白蚁毒力测定结果

从图1 可以看出，供试药剂吡虫啉和噻虫嗪浓度达到0.88 mg/L 后白蚁累计死亡率明显增加；其中吡虫啉引起白蚁死亡率较高的时间段为72～96 h 和96～120 h，噻虫嗪引起白蚁死亡率时间段为48～72 h、72～96 h。噻虫啉供试浓度下对白蚁均有较高毒效，且随时间延长白蚁死亡率明显增加。其中引起白蚁较高死亡率的时间段为48～72 h和72～96 h。

图1 白蚁连续接触供试药剂时的累计死亡率Figure 1 Cumulative mortality of C. formosanus by impregnated filter method

根据计算得出的LC50来看，3 种新烟碱类药剂吡虫啉、噻虫嗪和噻虫啉的LC50分别为14.86、4.04 和3.40 mg/L（表1），噻虫嗪和噻虫啉对白蚁毒力高于吡虫啉。

2.2 药剂热稳定性能

采用单板预处理方式对板材进行药剂处理，因此必须保证药剂在板材热压温度条件下不挥发、不降解[13]。厚芯胶合板最高热压温度一般不超过140℃，根据3 种药剂热重测试结果，如图2 所示，吡虫啉、噻虫啉和噻虫嗪的起始降解温度为277.5、301.5 和217.89 ℃，因此3 种药剂均可用于厚芯胶合板，其压板过程不会影响药剂药效。

表2 不同药剂浓度处理单板的吸药量Table 2 Absorption dosage of treated vaneer with different concentration of the three termiticides

2.3 药剂对板材性能影响

2.3.1 药剂处理浓度对板材抗白蚁蛀蚀性能影响药剂处理单板吸药量如表2 所示。从白蚁测试结果来看，马尾松对照试样白蚁平均蛀蚀等级为5 级，说明测试结果有效；对照板材试样抗白蚁蛀蚀等级为6 级，主要被蛀蚀部位为芯层厚单板部分，其蛀蚀比例达50 %以上。3 种药剂处理厚芯胶合板抗白蚁等级均达到10 级（图3），即使本试验最低处理浓度试样均未受到白蚁蛀蚀。因此，3 种新烟碱类药剂均可用于木质材料类白蚁防治。

2.3.2 药剂处理浓度对胶粘剂胶合性能影响 胶合板胶合性能测试结果如图4 所示。从试验结果可以看出，所有试样均表现出良好的胶合性能，超出标准要求的0.7 MPa。随着处理药剂浓度增加，板材胶合强度呈增长趋势，甚至高于对照试样。分析原因可能与药剂中表面活性剂有关。药剂处理浓度增加，单板中表面活性剂含量也随之增加，提高了酚醛树脂在单板表面的润湿性能，从而有利于胶粘剂在单板表面铺展渗透的均匀性。但该因素未对胶合性能结果产生显著差异（P＜0.05）。

图3 药剂处理厚芯胶合板白蚁防治效果Figure 3 Termite resistance of plywood treated by tested insecticide

3 结论

3.1 吡虫啉、噻虫嗪、噻虫啉3 种新烟碱类药剂在140℃条件下具有良好的热稳定性，对酚醛树脂胶合影响不显著，可采用单板预处理工艺制备防白蚁功能厚芯胶合板。

3.2 本试验中，3 种药剂即使在最低药剂浓度9.5 mg/kg条件下，也可赋予厚芯胶合板良好的防白蚁效果。