木材黑变污染的原因及预防、解决方法

    1 特征和原因
    木材变色最难处理的是黑变，变色原因主要是铁的附着，以及霉菌和木材内部因素等。
    铁污染变色是因为木材中的酚类成分与铁接触，发生了化学反应生成黑色化合物而导致的材色污染。主要发生在含酚类成分多的心材部位，多呈小斑点状或丝状，边材部少见，在斑点状污染的中心部位可见到铁屑。每 1平方米的柞木（栎属，Quercus）只要有 0．8mg的铁屑遇水成离子状态，就会使木材发生黑变。
    黑霉繁殖多发生在营养丰富的边材部位，变色部分呈凸起的棉絮状，变色部位和健全部位木材的分界大都不明显。
    柳杉的黑心现象是由木材内部因素引起，在木材表面呈现带状黑色。此种黑变有些在采伐时就已经发生，有些则在采伐后发生。
    采伐后木材变黑是木材内无机离子的弱碱性作用所致，或木材中酚类成分在空气中发生氧化所引起。
    2 黑变的去除与预防
    2．1 铁污染黑变的去除与预防 铁污染是由于铁遇水变成铁离子，与木材发生反应所致。去除铁污染的方法是用5％左右的草酸水溶液涂布钦污染处，木材黑色可立即消失，但时间长了又会变黑。光照越强，木材变色的速度越快，这种返色现象也越容易发生，例如阳光直射状态下放置2～3h就会变黑。为防止二次变黑，可将木材用草酸水溶液处理除色后，马上再涂上磷酸盐。从价格和安全性方面考虑，以浓度5％的磷酸二氢销水溶液最为适宜。图1为被铁污染的柞木经草酸除色后，涂布磷酸二氢钠，再用聚氨酯涂料涂饰，经光照促进试验后测得的光变色结果。为了进行比较，图中也记录了未涂磷酸盐和未受铁污染木材的数据，涂布磷酸二氢钠和未受铁污染柞木的变色程度一样，而仅涂草酸的木材变色厉害，返色严重。
    在木制品生产和加工利用过程中，防止铁污染的具体方法如下：
    1）避免铁与木材接触。成材防霉处理是将防霉剂水溶液放入铁罐，然后将成材放入其中浸渍。由于铁溶于水与木材成分发生反应，常见到防霉液和成材表面变黑现象。为防止这种现象的发生，可在处理罐内壁进行涂饰加工，以隔离铁与处理剂溶液；热压机压制胶合板时，若单板合水率太高，板面会发生变黑，也是因为压板的铁离子溶入单板的水中所致。为防止黑变，可在热压板和木材之间夹放不锈钢板或硬铝板垫板。
    （2）尽可能避免水与铁接触。当铁与木材非接触不可时，如单板旋切时，旋切机切削刀刃碰到硬节便会有微细的铁粉接连不断地飞溅到单板表面，此外，单板与刀刃缺损部位的紧密接触等都会使单极受到铁污染。因为单板水分含量高，在附着铁粉部位和应力集中部位的木材就易发生斑点状或丝状污染。要防止此种污染，必须经常研磨旋刀，使刀刃保持锋利状态，同时木村充分软化后再进行旋切等。
    （3）添加快速捕捉铁的物质。在木方水煮软化时，铁溶于热水，而溶入铁离子的水与木材接触也会造成污染。为防止这种污染，可预先将能与铁离子发生快速化学反应并捕捉铁离子的螫化合物（如乙二胺四乙酸）放入热水中。
    （4）使用铁的替代品。用铁钉制的木栅栏在室外使用时，遇雨水后钉子部位就发生丝状的黑色污染。防止办法可用不锈钢和铜钉代替铁钉。
    2．2 霉污染的清除和预防 因轰菌繁殖产生的黑色物质是霉菌体本身或．其代谢产物。最好的清除办法是用碱性漂白剂使其分解，可用1％左右的次氯酸钠水溶液涂布或浸渍变色木材，但这种处理也会使木材本色脱色，要慎重使用。 霉菌繁殖需要养分、空气、适当的温度和水分等条件，消除这些条件就能预防霉菌引起的变色。例如木材涂布防霉剂使其不能提供养分给霉菌，低温冷库保管或制材后马上干燥等。
    2．3 柳杉黑色污染的清除和预防 柳杉木材的色变可深至木材表面以下 lmm处，且不易清除。预防采伐后变黑的有效措施是涂布酸性物质，鳌化物。从尽可能不影响木材本色考虑，可采用5％的磷酸或草酸水溶液涂布刚锯好的木材。采伐后变黑的是部分人工林木材，可从原木端头分辨哪种木材发生了黑变，若原木端头已成黑色，锯制的板材也已变成黑色。