摘要
我国的森林可采资源十分有限，木材的供需矛盾也十分突出，因此延长木材的使用寿命便成了缓解木材供需矛盾的一种方法，而木材防腐剂的使用可以提高木材的使用寿命。但是，目前市面上常见的木材防腐剂会对自然环境和人类健康造成威胁。因此，近些年人们开始致力于天然环保木材防腐剂的研发工作。植物源有机物具有良好的抑菌性能，但是其在木材中抗流失性能较差。本研究旨在通过微胶囊技术，制备具有良好抗流失性和抑菌性的木材防腐剂。分别使用杨木加工剩余物制备杨木热处理抽提物/SiO2微胶囊（PSM）、香草醛/SiO2微胶囊（VSM）。研究两种微胶囊木材防腐剂的形态结构、与木材的连接方式、对白腐菌-采绒革盖菌（Trametes versicolor）和褐腐菌-密粘褶菌（Gloephyllum trabeum）的抑菌机理、在木材中的抗流失性能、耐腐性能。本论文主要研究结果如下： （1）以杨木热处理材提取物为芯材、SiO2为壁材，成功制备了杨木热处理抽提物/SiO2微胶囊（PSM）。通过扫描电子显微镜的观察，pH=4.5环境下制备的PSM赋予杨木良好的抗流失性能和耐腐性；同时与杨木素材相比，改性杨木的抗弯弹性模量和抗弯强度略有上升。 （2）以香草醛为芯材、SiO2为壁材，成功制备了香草醛/SiO2微胶囊（VSM）。VSM具有完整的核-壳结构，平均粒径为0-0.6 μm；流失试验前后VSM改性杨木的FTIR谱图在3435 cm-1处-OH的蓝移表明VSM与木材之间可以通过氢键连接固定，抗流失性能得到提高。被白腐菌和褐腐菌腐朽后，pH=4反应环境下制备的VSM乳液改性杨木试件具有良好的耐腐性；同时 VSM 提高了改性杨木的抗弯弹性模量和抗弯强度，经VSM改性后杨木的抗弯弹性模量和抗弯强度分别提高17.48%和34.72%。 （3）VSM 主要通过影响白腐菌中的纤维素酶（内切纤维素酶和 β-葡萄糖苷酶）、半纤维素酶、木质素酶活性达到阻碍其生长发育的目的；PSM主要通过影响白腐菌中的纤维素酶（外切纤维素酶）、半纤维素酶、木质素酶活性达到阻碍其生长发育的目的。VSM 仅对褐腐菌中纤维素酶（内切纤维素酶和 β-葡萄糖苷酶）活性有明显抑制作用；PSM主要抑制褐腐菌中纤维素酶（内切纤维素酶、β-葡萄糖苷酶）活性。 （4）PSM和VSM均能抑制两种真菌的呼吸代谢。在15 min的测定时间内，经浓度为5 mg/mL的VSM和PSM处理后白腐菌和褐腐菌溶解氧消耗量均低于对照组。 （5）PSM和VSM均可以通过破坏木腐菌细胞膜的方式达到耐腐的目的。与对照组相比，经过两种微胶囊PSM和VSM处理后两种真菌的电导率均增大，表明细胞膜通透性增大；同时，其细胞膜内核酸和可溶性蛋白的泄漏量均由于两种微胶囊及其组成成分的存在而增加。 结果表明，使用微胶囊技术，分别以杨木热处理材提取物和香草醛两种具有不同抑菌能力的物质作为芯材，以SiO2为壁材制备的两种木材防腐剂PSM和VSM，在提高木材防腐剂抗流失性能和耐腐性能方面具有良好的应用前景。
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