木材變色和腐朽的成因

摘 要：木材因為自身結構因素和受自然因素的影響會出現(xiàn)變色和腐朽。本文簡要分析了木材變色和腐朽的成因。

關鍵詞：木材 變色 腐朽 成因

中圖分類號：Q949.32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0084-01

木材是樹木砍伐后，經(jīng)初步加工，可供建筑及制造器物用的材料，是一種重要的天然材料。但由于木材具有其自然獨特的優(yōu)良特性，在建筑工程尤其是裝飾領域中，始終保持著重要的地位。然而木材因為自身結構因素和受自然因素的影響會出現(xiàn)變色和腐朽等現(xiàn)象，直接影響建筑工程質量或者裝飾效果。

1 引起木材變色的主要成因

1.1 木材改變顏色

木材改變顏色就是受環(huán)境的影響（比如太陽光照射、水的侵蝕、溫度和濕度）和微生物（主要是真菌）的作用，使得木材表面顏色發(fā)生了不同程度的變化。采伐后的原木和加工后的木制品受環(huán)境和微生物的作用，都可能發(fā)生顏色的改變。采伐后的原木端頭和不完好樹皮下是最容易發(fā)生顏色改變的部位。加工后木材，由于加工過程中的鋸子削及存放地點的環(huán)境、時間長短等因素，也容易發(fā)生顏色改變。即使木材被制成可供使用的木制品后，在使用過程中也會發(fā)生顏色變化。

1.2 木材改變顏色的主要因素

木材由本色改變成其他顏色其主要原因可分為兩種，其一，是化學因素引起的變色，比如單寧變色、氧化變色等；其二是微生物（真菌）引起的顏色改變。

1.2.1 化學因素引起的變色

（1）光化學降解引起的變色。光化學降解引起的木材退色、變色最主要的是紫外光與可見光的照射。當木材放置在有陽光的地方，在紫外線的照射下，木材表面會迅速發(fā)生一系列化學降解，經(jīng)過相應的時間，從而使木材表面顏色逐步發(fā)生改變。影響光化學降解變色的因素有：①溫度。在光的照射下，溫度會逐步升高。溫度就如同加速劑，溫度越高化學降解反應和氧化反應的速度就越快，最終促使木材表面顏色由本色改變成其他顏色，如粉色、紅色、灰色等。②空氣中的水分。水分慢慢浸透到木材的細胞壁，促使細胞壁逐步膨脹，細胞壁沉降強度也逐步增加，組成木材的分子間距離加大，陽光更容易透入，自由基數(shù)量的越來越多。如此，木材中的水分子與自由基結合，就會形成自由基-水絡合物。

1.2.2 化學反應引起的變色

（1）單寧類化學物質引起的變色。單寧中文又稱鞣酸、丹寧酸。許多種樹木的樹皮和果實中都有單寧存在。樹木受昆蟲侵襲后所生成的蟲癭中的主要成分也是單寧。單寧有以下主要特點：為無定形、松散粉末，顏色為黃色或棕黃色，有很強的吸濕性；單寧不溶于乙醚、苯、氯仿，但易溶于水、乙醇、丙酮；單寧還能與重金屬鹽和堿土金屬氫氧化物溶液形成沉淀；與過渡金屬形成絡合物，生成黑或綠色沉淀；單寧在空氣中由于酶作用下易氧化，形成發(fā)色化合物。

（2）黃酮類和木質素以及酚類物質引起的化學反應變色。黃酮類、木質素和酚類這三種化學物質，是導致木材顯色和顏色變化的主要化學成分。原因在于這些化合物都具有較強的氧化還原能力，經(jīng)過化學過程形成的氧化產(chǎn)物，會使木材顯色或使木材顏色加深。再有，黃酮類、木質素和酚類也易與過渡金屬作用而顯色。

（3）鐵離子與其他物質化學反應引起的變色。這也被稱為鐵變色。木材中含有的單寧、酚類以及黃酮類、木質素與鐵離子發(fā)生化學反應，可以使木材由本色變色為灰黑色。鐵變色是木材表面變色，不進入木材的射線。同樣過渡金屬銅離子也會產(chǎn)生有類似的化學反應，形成單寧銅或者是單寧酸銅，使木材由本色變色為淺紅色。

1.3 真菌引起的木材變色

趙桂華等在《木材變色和變色菌的研究現(xiàn)狀》一文中，研究了真菌引起木材變色，認為木材變色是由真菌菌絲產(chǎn)生黑色素引起的。木材深層變色是由黑色菌絲引起的，或者產(chǎn)生色素擴散到木材中使木材細胞壁變色。引起木材變色的最常見的真菌有子囊菌（主要是長喙殼真菌）、半知菌（黑酵母菌、黑霉菌、霉菌）等。

霉菌和變色菌多寄生于邊材的射線薄壁細胞和軸向薄壁細胞中，并且以這些細胞中的營養(yǎng)物為養(yǎng)分維系生存和繁殖。繁殖的數(shù)量急劇擴大，菌絲向木材四周蔓延并向木材內(nèi)部侵人，如此木材的表面或者內(nèi)部的顏色便開始產(chǎn)生變化。由于菌種和樹種以及環(huán)境因素的不同，木材產(chǎn)生變色后的顏色也不盡同。

2 木材的腐朽及成因

木材的腐朽。木材細胞壁被腐朽菌（多數(shù)為真菌）或其他微生物分解引起的木材腐爛和解體的現(xiàn)象，包括白腐、褐腐和軟腐。木材腐朽包括木材的菌害、蟲害和變色等，主要是因為木材內(nèi)部的多糖和木質素等主要成分在水和空氣的作用下，發(fā)生了改變。木材的腐朽包括活立木（樹木）和采伐后的倒木、經(jīng)初步加工的板材以及其制品的腐朽等。

（1）活立木（林木）腐朽。活立木（林木）腐朽大多是由寄生性病害引起的。以成熟林、過熟林為主，受寄生性病害的影響木材材質會下降，有的還會引起林木生長量降低，甚至導致其死亡。菌類在朽材或活立木腐朽枝干的表面上著生，呈多樣形態(tài)和形狀。致病真菌從林木的斷枝樁或者動物傷以及人工造成的機械傷等傷口侵入后，可單獨導致林木腐朽。木材顏色變化首先出現(xiàn)在活立木的傷口附近，木質部由于創(chuàng)傷的刺激和真菌、致腐菌類的共同作用，發(fā)生色素沉淀，單寧和填充體大量積累，使木質部顏色變深，質地變硬。變色的木質部特別容易被非致腐菌類所感染，感染后木質部又變得容易為致腐真菌所著生繁殖。

（2）倒木、板材以及其制品的腐朽。林木被采伐后，一般先存放在林地或者貯木場，生產(chǎn)者按照不同的需要將原木加工成各類板材和相應的制品。使得倒木、板材以及其制品腐朽的微生物（真菌）的種類遠比導致活立木腐朽的種類多得多。活立木成活期間對一些菌類如木蹄層孔菌、松生擬層孔菌等具有較強抗性，這些菌類還不能侵染活立木，但采伐后這些菌類卻能引起木材的腐朽。倒木和原木上最常見還有彩絨革蓋菌、粗毛纖孔菌、離邊粘褶菌等致腐菌。引起建筑物中木材腐朽的菌類與倒木、原木有所不同，主要是干朽菌。

3 結語

木材的色變和腐朽由多種因素造成的，為了保證木材的價值，需要有針對性地采取防護措施。在這里特別要指出的是，活立木（林木）是木材的來源，由于會受到腐朽菌類的侵蝕，故此需要加強林木的撫育、保護和管理工作，減少菌類對林木的腐蝕，有效促進林木成活、成材。對于那些病腐感染率較高的林分，要保持林內(nèi)衛(wèi)生，不斷清除那些影響林木成材的病、蟲木，為林木生長創(chuàng)造良好生態(tài)環(huán)境。

參考文獻

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