木材顏色變化的種類很多,從木材本色(白色/淡黃色/淺褐色等)變?yōu)榉凵?、紅色、藍(lán)色、綠色、灰色、深灰色、褐色、灰褐色、深褐色、黑色等等。

木材的變色因其發(fā)生原因的不同,可分為兩類,一類是化學(xué)變色,包括單寧變色和氧化變色;另一類是真菌變色,包括霉變和藍(lán)變(又稱青變、邊材變色)。其中真菌變色更為常見(jiàn),造成的影響更為嚴(yán)重。一般所說(shuō)的木材變色是指真菌變色。

01 木材的化學(xué)變色

許多樹(shù)種的木材,當(dāng)其含水率較高時(shí)或較長(zhǎng)時(shí)間地暴露在潮濕的空氣中會(huì)發(fā)生變色,不是由真菌侵染木材造成的,而是由于木材中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的,稱為化學(xué)變色。

木材中的單寧、色素、生物堿、糖類、酚類及其它有機(jī)物的氧化縮合反應(yīng),其中最主要的是木材中酚類物質(zhì)的氧化。

酚類化合物具有苯環(huán)結(jié)構(gòu),易于被氧化,這是產(chǎn)生化學(xué)變色的原因。酚類化合物氧化前為無(wú)色,有些可溶于水;氧化后,生成不溶于水的縮合物,顏色為紅色、紅褐色、褐色,因此化學(xué)變色又稱為氧化變色。

某些木材中含有單寧,又稱植物驟質(zhì),是多元酚類的混合物,當(dāng)在潮濕條件下與鐵接觸,其中的單寧與鐵會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(絡(luò)合反應(yīng))形成單寧酸鐵。單寧酸鐵呈黑色,是用來(lái)制造墨水的主要原料,因此使得木材的顏色變黑。根據(jù)鐵量的多少和木材與鐵接觸時(shí)間的長(zhǎng)短,木材的顏色變?yōu)闇\灰色至藍(lán)黑色。同樣,將木材浸泡在含鐵量高的水中,木材也會(huì)發(fā)生這種化學(xué)變色。

另外,木材與銅或銅合金接觸,由于木材中的單寧與銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成單寧酸銅,也會(huì)使木材變色(淺紅色)。

在木材干燥過(guò)程中,也常發(fā)生化學(xué)變色。這主要是由于木材干燥速度慢造成的,與墊木接觸的部位尤其如此?；瘜W(xué)變色的特點(diǎn)是變色深度淺,變色比較均勻一致。

02 木材的霉變變色

木材發(fā)霉會(huì)使木材的表面和邊材變色,但發(fā)霉的變色范圍更淺一些,其變色是由有色抱子產(chǎn)生的。由于霉菌的抱子只是在木材的表面上繁殖生長(zhǎng),所以木材的發(fā)霉只限于木材的表面或靠近表面很淺的一層。

發(fā)霉常使木材呈綠色、白色、黑色,偶爾也呈其它顏色。霉菌造成的變色常呈絮狀或斑點(diǎn)狀。在溫暖和潮濕的氣候下,或在通風(fēng)不良的環(huán)境中,容易使沉積在木材表面的霉菌抱子繁殖而長(zhǎng)霉。

木材霉變的真菌有木霉(Tirhcodermasp.)、青霉(Penieilliumspp.)、曲霉(AspergillussPp.)、毛霉(Mucor)等。

木霉屬真菌中最主要的是綠色木霉,受這種真菌感染的木材表面呈綠色。青霉屬和曲霉屬真菌種類很多,最常見(jiàn)的如黑曲霉,木材感染這種霉菌后,表面呈黑色斑點(diǎn),有時(shí)連成片。霉菌對(duì)環(huán)境和基物的適應(yīng)性和忍耐力比蘭變菌和腐朽菌要強(qiáng),霉菌對(duì)化學(xué)藥物的耐藥性也很強(qiáng),甚至與某些有毒性的化學(xué)藥物接觸時(shí)仍能生長(zhǎng),因此在某些防腐處理后的木材上仍能發(fā)現(xiàn)霉變。

由于木材霉變的結(jié)果只是使木材表面變色,且變色的范圍較淺,因而可用刷子清除,也可用刨掉表面層的方法清除。霉變對(duì)木材本身質(zhì)量的影響不大,因此,通常不認(rèn)為是缺陷。

但是霉菌侵染木材后,可增加液體對(duì)木材的滲透性,從而可促進(jìn)藍(lán)變的生成。

03 木材的藍(lán)變變色

木材藍(lán)變通常指木材出現(xiàn)的所有邊材變色,藍(lán)變是木材邊材變色的一種總稱。除變?yōu)樗{(lán)色外,還包括其他顏色的變化,如黑色、粉色、綠色等。

引起木材藍(lán)變的真菌有球二抱屬、長(zhǎng)嚎殼屬、色二抱屬等,危害橡膠木最嚴(yán)重的是可可二球抱。

03-1 藍(lán)變的特點(diǎn)

藍(lán)變?cè)卺樔~材和闊葉材中都能發(fā)生,但是通常只發(fā)生在邊材。

在適宜的條件下,藍(lán)變多發(fā)生在鋸材的表面和原木的端頭。若條件適宜,藍(lán)變菌可從木材表面滲透到木材內(nèi)部,導(dǎo)致深層變色。淺色木材更易遭受藍(lán)變菌的侵害,如橡膠木、紅松、馬尾松、柳按、楓木等。

藍(lán)變不會(huì)導(dǎo)致木材結(jié)構(gòu)的損失(不影響木材強(qiáng)度),但藍(lán)變木材制成的成品客戶難于接收。

03-2 木材易于藍(lán)變的原因

木材的變色是由于變色真菌在木材上繁殖、生長(zhǎng)引起的。木材的變色受以下因素影響:

1)水分:只有當(dāng)木材含水率高于20%時(shí),變色真菌等微生物才能繁殖、生長(zhǎng)。因此,采伐后的木材若能立即干燥到含水率為20%以下,而且在加工和使用中始終將含水率保持在20%以下時(shí)就能防止藍(lán)變。

2)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(養(yǎng)料):各種木材真菌所需的最適宜的營(yíng)養(yǎng)成分是不同的,但是,所有真菌都能從木材中得到它們所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。木材中的碳水化合物,即淀粉和單糖是藍(lán)變菌生長(zhǎng)所需要的能量。

另外,木材中的微量物質(zhì)(無(wú)機(jī)鹽、氮化合物等)也是真菌生長(zhǎng)所必需的,但需要量極少。由于橡膠木中的淀粉和單糖含量比其他木材高很多,因此橡膠木比其他木材更容易發(fā)生藍(lán)變。

3)空氣:大多數(shù)真菌都是好氣菌,必須在有氧氣的狀況下才能生長(zhǎng)。但它們所需的氧氣量很少,當(dāng)空氣中的氧氣含量達(dá)到1%時(shí),真菌就能生長(zhǎng),因此,用隔絕空氣(氧氣)的辦法來(lái)控制藍(lán)變菌的生長(zhǎng)是不現(xiàn)實(shí)的。

4)溫度:木材微生物在一定的溫度范圍內(nèi)才能生長(zhǎng),并有其最適宜的生長(zhǎng)溫度、最高生長(zhǎng)溫度和最低生長(zhǎng)溫度。

真菌生長(zhǎng)最適宜的溫度為20一30C,溫度低于10℃、高于35℃,真菌生長(zhǎng)的速度都較慢。低溫(寒冷)不能致死真菌,只能起到抑制作用,使其休眠。高溫(如窯干、高溫滅菌)可殺死木材中的真菌。

03-3 藍(lán)變的危害

1）藍(lán)變的木材更易腐朽

通常,木材先發(fā)生藍(lán)變,然后再發(fā)生腐朽。而有時(shí)可能只看到藍(lán)變后期形成的明顯的腐朽缺陷。也可以說(shuō),變色是腐朽的先兆。

2）變色增加了木材的滲透性

由于藍(lán)變真菌菌絲的穿透,形成了許多的小孔,這就增加了木材的滲透性。干燥后的藍(lán)變木材的吸濕性增加,吸潮后腐朽菌易于生長(zhǎng)繁殖。

3）如果不加以預(yù)防,藍(lán)變菌的菌絲能深入

到木材的深處,形成內(nèi)部變色。木材內(nèi)部變色是由于感染變色真菌的木材表面很快干燥,干燥的木材表面沒(méi)有足夠的水分提供給真菌,使真菌發(fā)展成有色的菌絲。

這樣,木材表面的菌是無(wú)色的(還未發(fā)展為有色的菌絲),因此木材表面看不到變色。但是,干燥的木材表面并不能阻止菌絲向木材內(nèi)部蔓延。如果木材內(nèi)部是潮濕的,那么菌絲就會(huì)在木材內(nèi)部繼續(xù)繁殖、發(fā)展,從而成為有色的菌絲,造成木材內(nèi)部變色。

4)降低木材價(jià)值

由于變色,使木材的外觀、不好看,用戶往往拒絕接受這種變色的木材或木制品,特別是作為裝飾用木材、家具以及其它木材外觀較重要的領(lǐng)域中使用的木材,或者要求降價(jià),因此在商業(yè)上,防治木材變色是保持木制品價(jià)值的一個(gè)重要方面。

03-4 藍(lán)變的預(yù)防和控制

1)砍伐后,原木應(yīng)盡快加工,越快越好

因?yàn)樽兩兔咕：π迈r原木、新鮮鋸材、未干燥和半干燥板材,因此采伐后的原木應(yīng)盡快鋸解加工,以減少生物因子侵害原木端頭(新鮮表面)的可能性。

2)加工后的木材應(yīng)盡快干燥

原木鋸解加工制成鋸材后,裸露出的新鮮木材表面增加,其含水率正適合變色菌的繁殖、生長(zhǎng),因此應(yīng)盡快將木材的含水率降低至20環(huán)以下,亦即盡快將木材干燥。

3)及時(shí)用防變色藥劑處理木材

如果砍伐后的原木不能及時(shí)進(jìn)行鋸解加工,而又是容易藍(lán)變的樹(shù)種(如橡膠木、某些松木、楓木等),則需進(jìn)行防藍(lán)變處理。

如果原木鋸解后的鋸材不能及時(shí)進(jìn)行窯干,或在窯干前進(jìn)行氣干(自然干燥、風(fēng)干),則應(yīng)及時(shí)用防藍(lán)變劑處理。

如果木材已經(jīng)變色,防藍(lán)變藥劑不能將變色除掉。但是,防藍(lán)變藥劑可防止真菌在未變色的木材上的移殖(形成菌落)和生長(zhǎng)。

03-5 防藍(lán)變劑/防排劑

五氯酚鈉(NaPCP)在我國(guó)一直用于控制(防止)藍(lán)變和霉變的產(chǎn)生。抓代酚類如四抓酚、五氯酚、五氯酚鈉等用于木材保護(hù)已有50多年的歷史,而且抑制木材藍(lán)變、霉變和腐朽非常有效。但是,自從發(fā)現(xiàn)抓代酚類化合物中含有致癌的idoixn類化合物后,氯代酚類化合物就逐步被越來(lái)越多的國(guó)家禁止使用了。