真菌对木塑复合材料的危害以及如何防御危害

    木塑复合材料(WPC)是一类由天然纤维与热塑性塑料树脂或其他材料以一定比例混合，通过添加特定助剂，经高温高压处理后制成的一种新型材料。木塑复合材料兼有木材和高分子材料二者的优点，能替代木材，可有效地缓解森林资源匮乏、木材供应紧缺的矛盾，被广泛用于建筑制品、户外装饰、机动、包装材料及其他应用领域，具有广阔的市场前景。

    真菌对WPC的危害包括腐朽真菌对WPC的降解和霉菌在WPC表面生长繁殖并最终形成的霉菌斑点等。WPC的真菌繁殖和腐朽现象最早由Morris等人报道，他们在美国弗洛里达州使用四年的WPC木铺板上发现了霉菌污点，并从该铺板上分离出了褐腐真菌、白腐真菌及蓝变菌。随后，一系列的研究表明，真菌可以侵染并攻击WPC，导致其质量减轻，严重时甚至影响机械性能，缩短材料的使用寿命。

　腐朽真菌对WPC的降解目前测试腐朽真菌对WPC的降解作用，主要是以WPC的质量变化为指标，测试结果表明，几种WPC材料的质量均有下降，幅度从8.05%～37.93%不等，随聚合物单体类型及木粉用量的不同而变化。在腐朽过程中，真菌可经WPC表面穿透进入内部，WPC对真菌的敏感性随填充纤维颗粒大小的增加而增加，填充纤维的颗粒越大，则WPC越易被真菌侵染，对真菌的耐久性越差。木质量分数为50%的木/PP复合材料，其真菌耐久性与木粉颗粒大小成反比；由真菌腐朽引起的WPC质量损失，会随着木粉颗粒大小的增加而增加，木粉颗粒越大，则质量损失也越大。

提高WPC真菌耐久性的方法

    在WPC的生产中，为了提高木塑复合材料的真菌抗性，延长使用寿命，最直接和有效的方法就是在成型前，向WPC中加入一定浓度的抗菌剂。硼酸盐是一种常用的防腐剂，具有低水溶性、抗过滤性、低成本及对环境、人安全无毒等特点，被广泛用于WPC中。研究表明，质量分数为2%的硼酸锌能防止挤出成型WPC的任何质量损失；用硼酸预处理过的WPC能很好地抵抗真菌的入侵；在WPC成型前添加硼酸锌或硼酸钙与硼酸纳的混合物，可显著降低WPC由腐朽真菌引起的质量损失率。尽管硼酸盐对防止腐朽真菌和昆虫极为有效，但它对霉菌和变色菌的抗性效果不强，而4，5-二氯-n-辛基异噻唑啉酮(DCOIT)和四氯异苯腈似乎对阻止WPC的霉菌生长极为有效。Dylingowski比较了DCOIT和硼酸锌对抑制WPC霉菌生长的效率，结果发现，DCOIT对霉菌生长的抑制效率高于硼酸锌。1%～1.5%的四氯异苯腈也可以抑止霉菌生长。此外，壳聚糖金属配合物常用于木材防腐中，但最近的一些研究表明，部分壳聚糖金属配合物如壳聚糖铜配合物(CCC)等，对WPC的真菌防腐也具有很好的功效，可以作为WPC的一种潜在防腐剂。3%浓度CCC处理的木/HDPE复合物对腐朽真菌的耐腐性显著提高，防腐性能与用硼酸锌处理的复合物防腐性相当。

    在木塑复合材料的实际应用中，除真菌外，WPC还会遭受很多生物因子(如藻类、白蚁、海生钻孔动物等)和一些非生物因子(如湿气、紫外线、温度等)的危害。户外条件下，这些因子通常是共同作用、互为条件的。如长期的雨水冲刷和紫外线辐照可能破坏WPC的表面涂层，使木质纤维暴露，而木质纤维的暴露，又有利于真菌、白蚁等生物因子的侵蚀，使材料遭受更多的降解；被降解的木质纤维随后被雨水冲刷掉，暴露出更多的木质纤维，形成循环性的表面侵蚀。尽管目前对WPC真菌危害和真菌耐久性的研究已经较多，但这些研究大多是采用实验室中加速方法进行的。关于真菌在野外条件对WPC的影响作用和过程，目前研究得还较少。

文章来源：广微研究所，冯静等