随着木材资源的日益匮乏,我国丰富的竹材资源越来越受到重视,但由于竹子成材周期短、生长速度快,含有大量淀粉、糖类、蛋白质和其他盐类物质,易引起虫蛀、霉变和腐朽、导致其强度、外观等性能降低,应用范围受到限制,必须进行防护处理。在竹材的防护处理过程中,竹材的渗透性决定了药剂处理效果的优劣,因此竹材中液体渗透的动态过程和影响因素值得深入研究。本研究在前人对竹木材渗透研究的基础上,以毛竹(Phyllostachys edulis)作为研究对象,采用自行设计的加压浸注设备,深入研究了影响竹材渗透性的三个主要因素:溶剂物理性质、竹材结构性质和处理工艺参数,剖析了染料与防腐剂在竹材中渗透、分布和截留过程与机理,为开发适用于不同类型防腐剂的竹材防腐处理技术提供理论依据。具体开展的研究与结论如下:溶剂种类和性质对竹材常压渗透性的影响:选取甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)正己烷和二甲苯10种溶剂作为渗透液,对毛竹进行常压渗透,通过计算溶剂渗透量和竹材体积膨胀系数来衡量不同种类液体在竹材中的渗透情况,结果表明:实验中所选用的溶剂在240 h的常压渗透后渗透量达到最大,前48 h内渗透速率最大,可完成渗透总量的70%-80%;不同种类有机溶剂体积渗透总量(240h渗透量)的大小顺序为:DMAC>DMF>甲醇>水>甲酰胺>乙醇>正己烷>二甲苯>异丙醇>丁醇;摩尔渗透总量的大小顺序为:水>甲醇>甲酰胺>DMF>DMAC>乙醇>异丙醇>正己烷>丁醇>二甲苯;溶剂的摩尔渗透量随着分子碳原子数的增加而减小,随着溶剂极性的增加而增加;醇类在竹材中的体积渗透量与黏度的倒数线性相关性关系良好,拟合系数在0.96以上,其在竹材中的流动符合黏性流或线性层流;竹材的体积膨胀系数与溶剂在竹材中的体积渗透量呈显著的正相关关系,溶剂在竹材中的润涨取决于溶剂的体积而非其分子数量;竹材的体积膨胀系数与不同种类的溶剂的介电常数或偶极矩成正比,即与溶剂的极性成正比。竹材性质与处理压力对液体渗透与分布的影响:为了研究加压情况下竹材性质对液体在竹材中渗透、分布与扩散的影响,利用自行设计的加压设备,将不同密度的竹条进行分类后,对竹材进行单向加压浸注,利用染料染色示踪,分析液体在竹条中的渗透流动过程及其影响因素。研究表明:竹材的密度作为单一因素对液体及染料在竹材中的渗透影响并没有固定的模式;随着压力的增大,染料在竹材中的渗透时间急剧减少,渗透速度增大,压力与渗透速度的关系符合Poiseuille公式;当压力为0.2-0.4 MPa时,染料在竹材中明显截留,右端渗透出的液体接近无色;染料渗透过程中,靠近竹黄部分维管束染色的递减先于竹青部分;毛竹的纵向加压渗透性优于大青杨(Populus ussuriensis)和日本落叶松(Larix kaempferi);在工厂防腐条件下,使用铜唑防腐剂对竹材进行加压浸渍后,维管束中铜唑防腐剂的透入率达不到100%,80%左右的竹条、竹片、竹筒维管束的透入率在80%以上。防腐剂有效成分在竹材中保持量及其变化规律:为了探究防腐剂在竹材中渗透过程及其影响因素,以硫酸铜溶液(CuSO4)在不同压力不同浓度下对竹材进行加压浸渍,并且选取不同位置的竹材试样进行铜离子含量的测定,结果表明:试件长度、CuSO4浓度、浸注压力对不同位置铜含量影响显著;压力对加压端至50cm位置的铜含量的降幅影响显著,试件长度和溶液浓度对加压端、出液端铜含量及其降幅的影响显著;随着CuSO4浓度的增大,各个位置的铜含量均随之上升,呈正相关关系;随竹材纵向深度的增加铜含量的降幅先快后慢,部分呈指数下降。