文/河南農(nóng)業(yè)大學(xué)檔案館 馬清芝
木質(zhì)檔案柜以其大氣簡(jiǎn)約的風(fēng)格在檔案室及辦公環(huán)境中被普遍使用。木質(zhì)檔案柜在使用過程中自身會(huì)釋放諸如甲醛等有害氣體危及健康,其使用壽命也容易受使用環(huán)境的影響,如菌體的滋生導(dǎo)致霉變,木材害蟲的蛀蝕及火災(zāi)等,都是值得關(guān)注的問題。木質(zhì)檔案柜的主要材料是木材,提高木質(zhì)檔案柜使用安全及壽命的關(guān)鍵在于有效控制木材的甲醛釋放量,提高木材的抗菌、防霉、防蟲及防火能力,本文以木質(zhì)檔案柜為例,綜述了延長(zhǎng)木制品使用壽命的新技術(shù)及新進(jìn)展。
(一)木質(zhì)檔案柜甲醛來源。1.木材抽提物及其主要組成成分:木材抽提物中的樹脂酸、木材中的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素,在溫度較高的時(shí)候會(huì)發(fā)生氧化降解或熱解,生成醛類物質(zhì)。2.板材膠黏劑。木質(zhì)檔案柜在制造的過程中不可避免地會(huì)用到板材膠黏劑,目前市面常用的膠黏劑有酚醛樹脂膠黏劑和三聚氰胺甲醛膠黏劑,他們存在一個(gè)共同問題——釋放游離甲醛,游離甲醛含量過高會(huì)直接導(dǎo)致木制品使用環(huán)境的甲醛污染,嚴(yán)重危害身體健康。3.表面漆飾品。木質(zhì)檔案柜表面普遍涂有油漆飾品,油漆、油漆溶劑及飾品成膜物質(zhì)中含有易揮發(fā)有機(jī)物,在制造和使用過程中會(huì)不同程度地釋放甲醛及芳香類化合物,不利于檔案工作人員的健康。
(二)木質(zhì)檔案柜甲醛控制技術(shù)。木制品游離甲醛控制技術(shù)相關(guān)的研究頗多,整體可分為化學(xué)法和物理法兩類:1.物理法。吸附法是最常見的物理控制方法,具有去除效率高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可用于處理室內(nèi)游離甲醛。但吸附設(shè)備龐大,需要定期更換、吸附劑易失效限制了其大范圍的應(yīng)用和推廣。木材作為木質(zhì)檔案柜的原材料,可通過控制木材加工工藝及參數(shù)從源頭降低甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物的釋放,如樹種、干燥工藝、熱壓溫度等,都會(huì)影響木質(zhì)產(chǎn)品甲醛的釋放量。研究表明,隨著熱壓溫度升高、時(shí)間延長(zhǎng)、木材含水率降低,會(huì)降低游離甲醛釋放量。陳峰發(fā)現(xiàn)對(duì)木制品進(jìn)行貼面處理后可降低游離甲醛釋放量。2.化學(xué)法。除了通過物理法控制木制品游離甲醛的釋放外,也可采用光催化技術(shù)、膠黏劑改性技術(shù)等化學(xué)手段來降低游離甲醛。光催化技術(shù)具有反應(yīng)速率快、成本低廉、二次污染少的優(yōu)點(diǎn)。周曉燕采用納米TiO做光催化劑噴施在刨花表面,所得刨花板具有自潔功能。膠黏劑作為木質(zhì)復(fù)合材料制造中必不可少的原料,同時(shí)又是游離甲醛的主來源。因此,通過改進(jìn)膠黏劑制備合成工藝也可降低木質(zhì)檔案柜甲醛釋放量。夏松華等利用超聲波與納米TiO改性脲醛膠,發(fā)現(xiàn)改性脲醛樹脂中生成新的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的Uron-CH-Uron,改善了板材游離甲醛釋放量。
檔案室往往儲(chǔ)存有大量紙質(zhì)類文獻(xiàn)及檔案,且常年處于封閉環(huán)境中,通風(fēng)不暢,容易滋生大量的微生物,微生物細(xì)胞能夠分泌酶,易造成檔案柜及文件變黃、發(fā)霉、發(fā)爛;有些微生物還會(huì)進(jìn)入檔案室環(huán)境中,如黃曲霉、金黃色葡萄球菌,破壞檔案人員及使用人員的健康,嚴(yán)重者細(xì)胞會(huì)發(fā)生突變導(dǎo)致癌癥,因此提高檔案柜的抗菌防霉能力具有重要意義。
目前常用的有效控制檔案柜抗菌防霉措施可分為兩類:第一類是增加檔案室通風(fēng)設(shè)備,提高檔案室的空氣流通性,這不僅要增加設(shè)備投入資金,還會(huì)為檔案保存帶來阻礙,空氣流通增強(qiáng)會(huì)增加檔案室的灰塵,此外也會(huì)使紙質(zhì)類文件氧化加速,老化變黃,減少儲(chǔ)存壽命。第二類是從檔案柜著手,賦予檔案柜抗菌防霉的能力,比如對(duì)檔案柜所用木材提前進(jìn)行蒸汽熏蒸、藥劑熏殺,以此來殺死木制品中現(xiàn)存的微生物菌體,但這一方法無法有效防止后續(xù)入侵的霉菌,目前已知的快速有效的方法是采用新型抗菌材料制造木質(zhì)檔案柜或在檔案柜表面涂飾抗菌劑涂層,從源頭解決菌體滋生、霉變等問題。石思思等采用液相還原法以氧化銅為前驅(qū)體,制備了一種微納米尺寸抗菌銅粉,將其作為抗菌劑涂飾在檔案柜表面,發(fā)現(xiàn)涂層對(duì)大腸桿菌抗菌率>99.99%,對(duì)金黃色葡萄球菌抗菌率達(dá)到94.46%,防霉等級(jí)為1級(jí);Li等將云杉木材和小麥秸稈為原料制備的生物炭納米顆粒加入富鋅環(huán)氧涂料中,提高了鋅粉的利用率和防腐性能;Ma等成功合成了季銨鹽型吡啶型多孔芳香族骨架及其復(fù)合材料,將其加入木材基體中,抗褐腐菌試驗(yàn)表明,處理后的木材的質(zhì)量損失率僅為0.5%;Qin等設(shè)計(jì)了一種以金納米棒增強(qiáng)TiONB異質(zhì)結(jié)構(gòu)為光催化涂層板的滅菌文件柜,滅菌效果良好。
木材作為天然有機(jī)物復(fù)合體,含有能夠滿足木材害蟲生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分,蟲害蛀蝕嚴(yán)重影響木制品使用壽命。木質(zhì)檔案柜從砍伐木材到加工再到投入使用的整個(gè)過程,都存在被害蟲侵害的風(fēng)險(xiǎn)。因此,識(shí)別蟲害類型并采取有效的防治補(bǔ)救措施對(duì)控制木質(zhì)檔案柜害蟲威脅具有重要的意義。
防止木制品蟲害最簡(jiǎn)單直接的方法是選用抗蟲性能強(qiáng)的天然木材,如荔枝、柚木、紅花天料木、蜆木、苦楝、棗木、紅椿、黃葉樹等,此類木材通常生長(zhǎng)緩慢,價(jià)格昂貴,不能滿足持續(xù)廣泛的使用需求。實(shí)際應(yīng)用中常采用物理或化學(xué)手段防治木制品蟲害,如微波加熱、誘蟲燈、熱處理或毒餌誘殺等方法,熱處理是最簡(jiǎn)單有效的方法,常用于處理原木或板材中的蟲害,但無法長(zhǎng)效保護(hù)木制品?;瘜W(xué)防治手段相對(duì)來說是較為有效且持久的防治方法,其又可分為化學(xué)藥劑和化學(xué)改性劑防治。化學(xué)藥劑即為防蟲劑,常用的有硼化物、擬除蟲菊酯類、有機(jī)磷類、新煙堿類等;化學(xué)改性劑主要是用來改性木制品膠黏劑,即在膠黏劑中引入防蟲劑,再用于木制品的生產(chǎn),可起到長(zhǎng)效防治害蟲的作用。Kim等開發(fā)了一種抗蟲膠粘劑,并將其應(yīng)用于紙板包裝系統(tǒng),可防止斑點(diǎn)毛蟲幼蟲的侵害。
近年來,隨著電器產(chǎn)品的普及,室內(nèi)火災(zāi)頻發(fā),木質(zhì)檔案柜作為木質(zhì)材料制品屬于易燃物質(zhì),一旦發(fā)生火災(zāi)事故,對(duì)儲(chǔ)存檔案造成的損失將不可估量,因此對(duì)檔案庫(kù)房的防火安全應(yīng)非常重視。除了在室內(nèi)配備應(yīng)急所需的消防設(shè)施外,最直接有效的辦法是提高木制品自身的阻燃能力從而減少火災(zāi)發(fā)生??赏ㄟ^延緩燃燒速度,或限制火焰?zhèn)鞑硖岣吣静牡目谷寄芰?,或阻緩燃燒,從而預(yù)防火災(zāi)發(fā)生或增加逃生和拯救重要物品的時(shí)間。常用的方法是在木材中或木制品表面加入阻燃劑,如Ma等以聚磷酸銨的三聚氰胺改性脲醛樹脂為涂層延長(zhǎng)了木制品的點(diǎn)火時(shí)間,減少了燃燒過程釋放的熱量,顯著提高了木材的阻燃性。其他常用的阻燃劑有無機(jī)阻燃劑、有機(jī)阻燃劑、樹脂類阻燃劑等。
隨著社會(huì)的發(fā)展,木質(zhì)材料的需求日益增加,有效提高木質(zhì)材料的使用壽命可減緩對(duì)林木資源的開采,降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金。選用優(yōu)良的樹種通過自身特有的物理化學(xué)性質(zhì)抵抗霉菌及病蟲害對(duì)樹種的要求較高,不適合大規(guī)模應(yīng)用。在木材中外源性的添加抗菌劑、防蟲劑及阻燃劑可長(zhǎng)久有效的延緩木制品的使用壽命。但我國(guó)對(duì)木材藥劑的研究與開發(fā)相對(duì)落后,針對(duì)單一危害藥劑的開發(fā)較多,可同時(shí)抗菌、防蟲、阻燃的復(fù)合型藥劑相對(duì)缺失。在木材類藥劑研發(fā)過程中,應(yīng)結(jié)合科技前沿,在傳統(tǒng)藥劑配方的基礎(chǔ)上,大力倡導(dǎo)低成本、無毒的復(fù)合型藥劑,有效減少木制品加工及涂飾工藝流程,為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)及林木建設(shè)開創(chuàng)出嶄新的局面。