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木材漂白

/wood bleaching/
最后更新 2023-02-16
浏览 224
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采用化学药剂改变或调匀木浆、实木及其制品的颜色,清除污染的加工工艺。又称木材脱色。

英文名称
wood bleaching
又称
木材脱色
所属学科
林业

木材漂白是实木、人造板及其制品染色处理或透明涂饰的一道重要工序,也是造纸及人造纤维生产的重要组成部分。木材漂白对去除变色材和污染材等木材表面上不和谐的颜色,增加装饰美化效果,提高人工林低质材的使用价值,扩大利用范围,弥补大径级优质天然林木材供应不足都具有重要意义。

常用的木材漂白剂可分为氧化型漂白剂和还原型漂白剂两类。氧化型漂白剂有过氧化氢、亚氯酸钠等,还原型漂白剂有联氨、次亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、雕白粉、二氧化硫等。常用氧化性木材漂白剂的漂白能力,既取决于有效氯和有效氧含量,有效氯、有效氧含量越大,漂白能力越强;也与材质密切相关,一般树脂含量少、材质比较松软的木材易漂白,而树脂含量多、色深、材质硬的木材不易漂白。

漂白剂在木材漂白中发挥作用的大小,要根据有关的氧化、还原电势而定。实际上,两者之间的氧化还原反应能否发生取决于反应的活化能、介质及其pH、反应温度和时间等因素。有时,漂白剂获适度活化后,仍不能获得满意的漂白效果,则有必要添加活性化助剂。但如果漂白剂的活性过强,则漂白剂的无效分解剧烈,不仅会损失漂白剂,还会降解和破坏木材的组分,致使材质下降,因此,必须加适量的抑制化助剂。

不同树种的木素含量、抽提成分、结构差异很大。对同一漂白剂化学反应机理相异,漂白效果不一。如H2O2对桦木、竹材易漂,而对松木等难漂。再如NaClO2对朴树、泡桐效果良好,而对山毛榉、樱桃木就差些;对柳桉和柚木等色素或树脂含量高的树种,处理时间就要更长些;而桂树、水青冈经NaClO2处理后,反而有些发黄,基本无漂白效果。

一般根据不同树种选择相应的漂白剂。如竹材和桦木适于H2O2与Na2O2,而含树脂较多的松木、柳桉与柚木可用NaClO2,但需要较高的漂液浓度。另外,有些漂白剂对漂白后木材的后续加工(如涂饰、胶合)有负作用,如H2O2漂白后的木材必须先用1%浓度左右的酸中和,再用清水反复冲洗。而NaClO2对金属(如铁、铜等)及合金均有腐蚀性,现在常用含钼不锈钢、铝、镍、陶瓷、聚氯乙烯、聚酯等材料做浸渍处理装置。

一般而言,漂液浓度越高,漂白效果越明显,效率越高。但浓度太大,反应速度快,常会引发漂白效果不均匀现象,影响漂白质量,也会对木材的化学组成和结构带来影响,降低木材强度。因此漂液浓度应根据漂白方法、树种、待漂材的形状和尺寸等确定。如浸渍处理薄板,常用浓度H2O2为10%~15%;NaClO为8%~10%;NaClO2为2%~3%。

温度升高,通常会加快漂白速度,但影响效果随漂白剂种类不同而异。如H2O2为常温下使用,若温度太高则会加速自身分解,造成大量损失,当然加入稳漂剂后,可适当加热。NaClO2若不加热,则几乎不显漂白效果,温度效应十分明显,一般宜在50~70℃下使用;处理时间长短取决于漂白方法、树种、木材的形状与尺寸、漂液浓度和pH等。

漂液pH大小取决于漂白剂种类。如H2O2一般需在碱性条件下使用,NaClO和NaClO2一般需要在酸性条件下才能起到良好的漂白作用。

有些漂白剂的有效作用时间很短,如H2O2在碱性条件下容易发生分解反应,当溶液的pH增加时,因不溶性胶状金属氢氧化物的形成而使催化活度增加,从而促进H2O2的有效分解。为此应加入焦磷酸钠、硅酸钠、醋酸等抑制化助剂来控制和减少过氧化氢的损失。硅酸钠可使H2O2的有效作用从半小时延长到8小时。这些稳定剂主要与溶液中的某些金属离子形成络合物,从而阻止不溶性胶状氢氧化物的形成;或者与过氧化物形成稳定的络合物,阻止催化活性物质与过氧化物结合形成不稳定的化合物。

在漂白过程中一般加入助渗剂或界面活性剂,以提高和稳定漂白效果。常用的助渗剂主要有氨水和乙醇等。界面活性剂是通过漂白剂的表面张力,减小漂液与木材的接触角,使之容易发生润湿扩散来提高漂白剂的渗透能力,最多可使原漂白剂的渗透能力提高10倍以上。

木材漂白可用于木材染色前处理、木材涂饰前处理,如水青冈、椴木、桦木等假心材与木材早期腐朽变色的漂白,日本柳杉心材发黑的漂白处理,北美红崖柏材的漂白,落叶松、铁力木漂白等材色改良。

  • 段新芳.木材颜色调控技术.北京:中国建材工业出版社,2002.
  • 方桂珍.木材功能性改良.北京:化学工业出版社,2008.

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