竹材防霉研究現(xiàn)狀及展望

董友明,王娜,薛秋霞,康海嬌,李延軍

(1. 南京林業(yè)大學材料科學與工程學院,南京210037;2. 北京林業(yè)大學材料科學與技術(shù)學院,北京100083)

竹材是我國重要的產(chǎn)業(yè)資源,大力開發(fā)竹資源對緩解木材供需矛盾、促進竹材優(yōu)化利用、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興、減排固碳等具有重要意義[1-2]?！丁笆奈濉绷謽I(yè)草原保護發(fā)展規(guī)劃綱要》已將竹產(chǎn)業(yè)列為重點發(fā)展的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè),并強調(diào)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,推進木竹材精深加工。2021年11月,國家林業(yè)和草原局、國家發(fā)展和改革委員會、科技部等10部門聯(lián)合發(fā)布了《關于加快推進竹產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的意見》,明確了竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標,并提出到2025年全國竹產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值要突破7 000億元,基本建成現(xiàn)代竹產(chǎn)業(yè)體系。在竹材加工利用方面,要加大竹產(chǎn)品開發(fā)力度,提升竹產(chǎn)品使用性能,拓展竹產(chǎn)品應用范圍。

然而,竹材富含糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì),為霉菌、變色菌等微生物的生長提供了營養(yǎng)物質(zhì),使其在加工、運輸、儲存和使用過程中極易發(fā)生霉變和蟲蛀[3]。盡管霉變不會破壞竹材細胞壁,但會使竹材表面污染嚴重,且難以去除,從而降低竹材使用價值。同時,腐朽往往伴隨霉變產(chǎn)生,不僅會破壞竹材細胞結(jié)構(gòu),降低機械強度和膠合強度,還會造成竹材開裂,加劇竹材霉變腐朽,最終使竹材失去應用價值,導致巨大的經(jīng)濟損失。

為提高竹材防霉性能,需要對竹材進行防霉處理。然而,現(xiàn)有防霉處理技術(shù)普遍存在對人體有害、環(huán)境污染嚴重、防霉效果差等問題,嚴重制約其推廣應用,因此,研究綠色環(huán)保且高效的竹材防霉技術(shù)具有重要意義。同時,在竹材加工和使用過程中,外界環(huán)境可能會造成竹材內(nèi)部防霉劑的流失、變質(zhì)或分解,導致防霉性能的失效,因此,竹材長效防霉技術(shù)是決定竹產(chǎn)品應用性能的關鍵。近年來,竹材防霉技術(shù)得到了廣泛而深入的研究,且趨向于高效性、環(huán)保性、低毒或無毒化、低成本化、長效性,極大地促進了竹材綠色長效防霉技術(shù)的發(fā)展。筆者對竹材和竹制品霉變原因進行了討論,重點針對近年來的典型防霉處理技術(shù)及新型防霉劑進行了綜述,對其作用機制進行了總結(jié),并從工藝角度對現(xiàn)有竹材長效防霉策略進行了總結(jié)分析,最后對竹材防霉研究存在的問題及發(fā)展趨勢進行了分析。

1 竹材和竹制品霉變原因

竹材霉變主要由子囊菌綱和半知菌綱真菌引起,根據(jù)作用形式,可分為霉菌和變色菌[4-5]。在侵染過程中,菌絲和孢子主要聚集在竹材表面,不會侵入竹材內(nèi)部,但有色孢子對竹材表面顏色有一定影響。與之相比,變色菌不僅聚集在竹材表面,還能通過紋孔、導管等結(jié)構(gòu)深入竹材內(nèi)部并進入維管束,其有色菌絲和分泌的色素使竹材內(nèi)外均產(chǎn)生褐色、黑色等顏色變化,嚴重降低竹材外觀質(zhì)量。

竹材霉變是內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果,如圖1所示。竹材化學成分主要由纖維素(40%～60%)、半纖維素(約20%)、木質(zhì)素(約25%)以及少量抽提物組成[6]。竹材的薄壁細胞占比較大,占總體的50%以上[7]。這些細胞富含營養(yǎng)物質(zhì),包括2%～5%的淀粉、1.5%～6.0%的蛋白質(zhì)、2%的葡萄糖、2.0%～3.5%的脂肪類和蠟質(zhì)成分[8],這些營養(yǎng)物質(zhì)是造成竹材霉變的直接原因。而竹材纖維素和半纖維素含量豐富,造成竹材易吸濕,這也為微生物的生長繁殖提供了有利環(huán)境[9]。同時,竹材霉變和外部環(huán)境密切相關。霉菌生長的適宜溫度為20～30 ℃,低溫會使其生長減緩甚至停滯;溫度高于50 ℃,會使菌絲體死亡[10-11]。相對濕度為75%～98%最適合霉菌生長,當相對濕度低于75%時,霉菌很難生長;而相對濕度高于95%時,霉菌大量繁殖,極易發(fā)生霉變[12]。另外,霉菌適合生長在弱酸性條件下,強酸或強堿都會將霉菌殺死。各地區(qū)環(huán)境不同,造成竹材霉變的菌種有所差異,但主要菌種基本一致[13-15]。

圖1 竹材霉變原因Fig. 1 Reasons of bamboo mildew

盡管竹材霉變原因已較為明確,但在實際應用中,竹材要經(jīng)過一系列加工而制備成竹制品,產(chǎn)品類型、加工工藝和使用條件等均會對竹材的霉變性能造成影響。不同類型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同,所對應的加工工藝也不同。如竹集成材是竹片通過膠黏劑膠合而成的,而重組竹是將竹片進一步加工成竹束,并在高溫高壓條件下通過膠黏劑膠合而成的。在加工過程中,竹材化學成分會發(fā)生變化,膠黏劑和各種添加劑也會與竹材發(fā)生相互作用,進而導致霉變性能發(fā)生改變。Kumar等[16]在重組竹耐腐性能的研究中發(fā)現(xiàn),白腐和褐腐主要發(fā)生在重組竹表面,難以滲透到內(nèi)部,這表明重組竹具有優(yōu)良的防腐性能。這種防腐性能的改善與重組竹的結(jié)構(gòu)以及含有的大量膠黏劑有很大關系,而不同類型竹制品的防霉變性能是否也有相應變化還需進一步研究。同時,戶外用材由于所處環(huán)境復雜,比室內(nèi)用材更易發(fā)生霉變。針對不同竹制品及其應用特點,多項國家標準對防霉變性能進行了嚴格限定,如GB/T 30364—2013《重組竹地板》、GB/T 20240—2017《竹集成材地板》、GB/T 40247—2021《重組竹》等。因此,針對不同類型竹制品,研究其霉變機理更為重要。

2 新型綠色防霉處理技術(shù)及其作用機制

隨著竹材防霉研究的發(fā)展,新型防霉處理技術(shù)更注重高效、環(huán)保、低毒或無毒、低成本。根據(jù)防霉處理方式的不同,可將新型綠色防霉處理技術(shù)分為物理化學改性及酶處理防霉、防霉劑防霉兩大類。根據(jù)來源和類型的不同,又可將防霉劑分為無機防霉劑和有機防霉劑兩類。

2.1 物理化學改性及酶處理防霉

2.1.1 熱處理

熱處理是一種通過高溫作用改變竹材化學成分、提高竹材耐久性的改性工藝,具有環(huán)保性、高效性和低成本等優(yōu)勢[17]。熱處理介質(zhì)通常是熱水、熱油、飽和蒸汽、惰性氣體等[18]。李延軍等[19]通過飽和蒸汽對竹材進行熱處理,發(fā)現(xiàn)能夠改善竹材的防霉性能,熱處理溫度的變化對防霉性能的影響大于熱處理時間的變化,且處理工藝為180 ℃、30 min時獲得的防霉效果較優(yōu)。Hao等[20]利用甲基硅油對竹材進行熱處理,發(fā)現(xiàn)隨著處理溫度和時間的增加,竹材的防腐、防霉性能顯著增強。熱處理可以降低竹材內(nèi)淀粉和多糖的含量,且溫度越高,降低程度越大,從而使防霉效果越顯著[21-22]。此外,熱處理過程中半纖維素的降解也是防霉性能增強的一個因素,但也導致竹材制品抗彎強度和彈性模量的降低[23]。

2.1.2 化學改性處理

一些來源于生物質(zhì)資源的化學試劑可作為竹材改性劑,對竹材進行化學處理,可增強竹材的防霉性能,且具有良好的環(huán)保性能。

糠醇是一種用于木材和竹材改性的生物質(zhì)成分[24-25]。對糠醇改性竹材的防霉性能研究表明,糠醇樹脂的填充能夠降低竹材的吸水性,并阻礙霉菌與竹材的接觸,從而增強竹材的防霉性能[26]。Xie等[27]在竹表面構(gòu)建的植酸-Fe3+絡合物:一方面增強竹材表面疏水性,降低黑曲霉在竹材表面的黏附力;另一方面使竹材中的淀粉和蛋白質(zhì)等霉菌生長所需的養(yǎng)分分解,從而抑制霉菌生長。Dong等[9]利用檸檬酸對竹材進行化學交聯(lián)改性,也發(fā)現(xiàn)具有較好的防霉性能,這與檸檬酸處理對竹材內(nèi)淀粉、多糖等養(yǎng)分的降解有關。類似地,于子絢等[28]利用有機酸溶液處理竹材,以使竹材內(nèi)的淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生水解,并通過洗滌干燥,進而改善了竹材防霉性能。

2.1.3 酶處理

利用生物酶對竹材進行處理不但環(huán)保高效,而且綠色無毒。黃曉東等[29]利用食品級淀粉酶處理竹材,有效提高了竹材對黑曲霉、橘青霉和綠色木霉的防霉能力。淀粉酶可使竹材薄壁細胞內(nèi)的淀粉顆粒發(fā)生水解反應,將淀粉粒轉(zhuǎn)化為還原糖并隨水溶出,降低竹材內(nèi)部還原糖和淀粉的含量,從而去除霉菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),抑制霉菌繁殖并提高竹材防霉性能。顓孫浩[30]采用凍融技術(shù)與淀粉酶復合處理竹材,發(fā)現(xiàn)凍融處理的竹材維管束內(nèi)部和薄壁細胞內(nèi)部因吸著水快速冷凍體積膨脹,擠破維管束壁和薄壁細胞壁,在維管束壁和薄壁細胞壁表面形成微小的裂隙,打開了竹材的橫向通道,提高了竹材的滲透性,從而促進了淀粉酶的滲透,提升竹材防霉性能。這種方法的優(yōu)勢在于高效無毒,且最大限度地保留了竹材優(yōu)良的物理力學性能。

2.2 防霉劑防霉

2.2.1 無機防霉劑

無機納米材料作為一類新型材料,因其獨特的納米效應而廣泛應用于材料、化工、生物、能源等領域。納米材料也被應用于木材和竹材改性,其中,ZnO、TiO2、Ag、Cu等金屬或金屬氧化物納米粒子在木竹材的防腐、防霉方面表現(xiàn)出突出優(yōu)勢。

ZnO、TiO2是常用的抗菌納米材料,主要通過涂層和物理填充兩種形式實現(xiàn)竹材防霉[6]。Li等[31]通過濕化學方法在竹材表面形成了納米ZnO涂層,對黑曲霉、橘青霉具有良好的防霉性能,但對綠色木霉的作用較小。類似地,Li等[32]也在竹材表面構(gòu)建了納米TiO2涂層,能夠顯著增強竹材的防霉性能。Ren等[33]采用兩步低溫水熱法在竹材表面合成了負載有花狀ZnO微結(jié)構(gòu)的TiO2薄膜,在黑暗條件下對綠色木霉、黑曲霉和橘青霉均具有有效的抑菌活性(圖2)。納米ZnO和納米TiO2都屬于寬帶隙半導體材料,具有光催化特性,在紫外線照射下,能夠產(chǎn)生電子空穴對并吸附氧氣和水分子,生成羥基自由基、超氧負離子和H2O2等活性氧物質(zhì)(ROS)。ROS能夠破壞細菌DNA、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì),進而實現(xiàn)抗菌防霉作用[34-35]。同時,納米ZnO和納米TiO2粒子表面帶正電荷,能與帶負電荷的細菌表面產(chǎn)生強靜電相互作用,而較小的尺寸導致較大的比表面積,進一步增強這種相互作用從而破壞菌膜[36]。除此以外,納米ZnO還能釋放出Zn2+,破壞細菌膜內(nèi)外離子濃度平衡,進而阻礙細菌的物質(zhì)輸送,造成細胞代謝失衡,最終導致細菌死亡[37-38]。

圖2 納米氧化鋅防霉作用機制Fig. 2 The mildewproof mechanism of nano-ZnO

Ag納米粒子已被應用于水凝膠、聚合物等復合材料的抗菌[39-40],對于竹材的防霉抗菌也有應用。通過電化學處理方法,在竹材表面生成了Ag納米粒子,能夠提高竹材的防腐性能[20,41]。Peng等[42]將Ag納米粒子負載于溫敏水凝膠中,并對竹材進行浸漬處理,對黑曲霉、橘青霉、綠色木霉及其混合霉菌均具有優(yōu)良的抑菌活性。Ag納米粒子的防霉機制主要包括以下幾個方面。首先,Ag納米粒子表面具有正電荷,能夠與帶負電的細菌膜相結(jié)合,從而破壞細胞壁導致細菌死亡[43]。其次,Ag納米粒子能促使ROS的產(chǎn)生,引起細菌膜脂質(zhì)過氧化,抑制細菌跨膜呼吸及引起細菌內(nèi)容物泄漏,從而殺死細菌[44]。此外,Ag納米粒子的尺寸、形狀也對抗菌作用有一定影響[45]。與Ag納米粒子防霉機制類似,Cu納米粒子也具有較好的抗菌活性,并被應用于竹材防霉[46-47]。

其他無機納米材料也可用于竹材防霉。Wang等[37]在竹材表面構(gòu)建ZnO-還原氧化石墨烯涂層和Ag-還原氧化石墨烯涂層,均顯著提升了竹材的抗菌、防霉性能,并指出石墨烯的抗菌機制主要是其銳利的二維結(jié)構(gòu)邊緣對細胞壁的物理切割作用以及通過促進ROS的生成而對細菌的氧化應激作用。鄒艷萍等[48]利用納米SiO2氣凝膠對竹材進行處理,在一定程度上可以降低竹材的霉變。Lou等[49]通過在竹束中修飾納米Fe3O4,從而表現(xiàn)出一定的防霉性能,并將其歸因于納米Fe3O4提高了竹材表面的疏水性。

近年來,一些新型無機納米材料表現(xiàn)出獨特的抗菌活性,包括MXene、MoS2、g-C3N4、層狀雙氫氧化物、碳量子點、金屬有機骨架化合物等[50-52]。Su等[53-54]于室溫下在竹材內(nèi)合成了MOF-199粒子,對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均具有較好的抗性,并通過脫木素和羧基化相結(jié)合的竹材預處理方式,增強了MOF-199與竹材成分的結(jié)合強度。然而,將這些新型無機材料應用于竹材防霉的相關研究還比較少,有待進一步加強。

2.2.2 天然有機防霉劑

天然有機防霉劑源于天然產(chǎn)物,是一類無污染、綠色環(huán)保的防霉劑,在竹材防霉研究中具有良好的應用前景,并受到國內(nèi)外學者廣泛關注。

利用植物油對竹材進行油熱處理可增強竹材防霉性能。Weng等[55]采用微波處理和絲瓜籽油對竹材進行浸漬處理,發(fā)現(xiàn)能夠提升竹材防霉性能,并指出絲瓜籽油中的醛基可與細胞壁上的氨基結(jié)合,破壞其轉(zhuǎn)運系統(tǒng),導致霉菌分解;而羧基可降低環(huán)境pH,影響細菌的蛋白質(zhì)活性,但隨著時間的延長及防霉成分的揮發(fā)或被消耗,竹材在后期仍然會發(fā)生霉變。Piao等[56]采用木蠟油和熱處理對竹材進行聯(lián)合改性,木蠟油可通過維管束縱向滲透,再擴散至內(nèi)部,在竹材內(nèi)部和表面形成油膜,致使霉菌無法獲得所需養(yǎng)分,顯著改善竹材的防霉性能。

很多天然成分具有優(yōu)良的防霉抗菌特性。Yan等[57]研究了7種植物精油對竹材防霉性能的影響,發(fā)現(xiàn)肉桂醛、檸檬醛是這些植物精油中的主要防霉活性成分。李琦等[58]和Zhang等[59]系統(tǒng)研究了檸檬醛對竹材的防霉特性及防霉機制,表明檸檬醛在竹材防霉方面具有良好的應用前景,指出檸檬醛能改變菌絲體的形狀,破壞菌絲體和細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,打破霉菌細胞內(nèi)外pH平衡,從而導致細胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的泄出。但在使用過程中檸檬醛易氧化降解,導致防霉效果的下降。Liu等[60]使用茶多酚改性檸檬醛降低了在竹材防霉過程中檸檬醛的用量,但對橘青霉、綠色木霉、黑曲霉的防霉效果依然能達到100%。此外,研究表明,黃酮類天然產(chǎn)物、肉桂醛、百里香酚、延胡索提取物等天然產(chǎn)物都能夠增強竹材的防霉效果,其抗菌機制主要是破壞細菌細胞壁及細胞穩(wěn)定性,改變細胞壁通透性,抑制核酸合成和能量代謝[61-66]。

3 竹材長效防霉策略

盡管防霉劑表現(xiàn)出優(yōu)良的防霉性能,但很多防霉劑存在流失率高、揮發(fā)性高等問題,尤其不利于戶外使用;同時在竹材加工過程中,由于高溫高濕以及各種添加劑的作用,一些防霉劑易發(fā)生氧化、降解,導致竹材防霉的穩(wěn)定性、長效性降低,影響使用性能[67]。因此,有必要結(jié)合防霉劑特征,開展竹材長效防霉研究。國內(nèi)外近年來提出了許多提高防霉劑耐久性的策略,主要有化學接枝法、溶膠凝膠法和封裝法。

3.1 化學接枝法

化學接枝法主要通過化學方法促使防霉劑與竹材成分形成共價鍵結(jié)合,從而提升防霉劑的抗流失性。針對百里香酚難以與竹材發(fā)生化學反應且揮發(fā)性高的問題,Wang等[68-69]利用漆酶催化,促使百里香酚與竹材中的木質(zhì)素發(fā)生化學反應,將其揮發(fā)率從0.1%降低到0.05%,且竹材疏水性顯著提高。為進一步提升漆酶的催化效率,Wu等[64]通過連續(xù)堿抽提工藝促進了百里香酚在竹材內(nèi)部的均勻分布并提升了防霉效果。Yang等[70]利用戊二醛作為交聯(lián)劑,使殼聚糖和聚乙烯醇在竹材內(nèi)部形成交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),不僅提升了竹材的尺寸穩(wěn)定性,還增強了竹材的防霉、防腐性能?；瘜W接枝法的效果和穩(wěn)定性十分顯著,但使用的前提是所選防霉劑具有與竹材成分發(fā)生化學反應的活性位點,這不僅要求防霉劑分子具有一定的可修飾性,還導致化學接枝改性工藝的特定性,即不同防霉劑對應不同的化學接枝工藝。因此,化學接枝法只能針對特定防霉劑分子,在一定程度上不具有普適性。

3.2 溶膠凝膠法

溶膠凝膠工藝是一種濕化學方法,通過在竹材內(nèi)部形成凝膠而將防霉劑封閉在竹材內(nèi)部,從而提高防霉劑的抗流失性。黃道榜等[71]利用硅鋁溶膠固著銅和硼元素,促進了重組竹對黑曲霉、綠色木霉、橘青霉的長效防霉。Yang等[72]利用硅溶膠固著銅鹽,并與銅離子形成化學結(jié)合,展現(xiàn)出良好的防霉性能。溶膠的形式有助于對竹材的充分滲透,從而在凝膠的過程中實現(xiàn)防霉劑的固著,并填充竹材孔隙結(jié)構(gòu),因此溶膠凝膠法對于提升防霉劑的耐久性和竹材物理力學性能都具有一定優(yōu)勢。但是,溶膠凝膠體系大多以水作為溶劑和分散相,很適合無機鹽類防霉劑的固著,而針對與水難溶的有機防霉劑,往往需要調(diào)整溶劑配方或通過乳化的形式進行分散。

3.3 封裝法

封裝法是利用有機或無機封裝材料將防霉劑包裹后引入竹材結(jié)構(gòu)內(nèi)部,或直接在竹材內(nèi)部形成封裝防霉劑的結(jié)構(gòu)。根據(jù)封裝材料的不同,封裝法可分為無機材料封裝和有機材料封裝。

無機材料封裝主要是利用無機粒子的孔隙結(jié)構(gòu)裝載防霉劑分子,并通過物理吸附、化學結(jié)合等方式將其固定在無機材料內(nèi)部。例如,李懷瑞等[73]將埃洛石納米管進行插層活化,隨后將防霉劑3-碘-2-丙基-丁基氨基甲酸甲酯(IPBC)負載到埃洛石內(nèi)部,并用于制備重組竹。結(jié)果表明,直接添加防霉劑的重組竹表面霉變現(xiàn)象嚴重,而添加封裝防霉劑的重組竹表面基本無霉變現(xiàn)象發(fā)生。這是因為在重組竹制備過程中,高溫可使IPBC降解,從而失去防霉性能,而埃洛石納米管的封裝抑制了IPBC的高溫降解,進而發(fā)揮防霉效力。Zhang等[74]通過研究埃洛石納米管封裝IPBC的釋放行為,發(fā)現(xiàn)埃洛石納米管封裝能夠通過納米孔擴散動力學控制防霉劑的釋放,實現(xiàn)對霉菌、變色菌的長效抵抗能力。為進一步提升防霉劑的長效緩釋效果,Jin等[75]通過層層自組裝在負載防霉劑的埃洛石納米管表面形成聚電解質(zhì)包覆層,并調(diào)節(jié)自組裝層數(shù),從而實現(xiàn)防霉劑釋放速率的調(diào)控。

有機封裝材料主要是一些高分子材料,這些材料能夠在防霉劑表面形成連續(xù)包埋層,即形成微膠囊結(jié)構(gòu),進而調(diào)控防霉劑的釋放速率。Peng等[76]通過乳液聚合將檸檬醛封裝在聚(N-異丙基丙烯酰胺)中,形成核殼結(jié)構(gòu),使得檸檬醛在聚合物載體內(nèi)持續(xù)釋放,在竹材結(jié)構(gòu)內(nèi)保持穩(wěn)定的檸檬醛濃度,實現(xiàn)長期的防霉效果。Liu等[77]通過原位法在竹材表面生長Ag-TiO2粒子,并利用聚多巴胺固定,顯著提高了納米粒子的抗流失性。Miri等[78]通過乳液聚合的方式對百里香酚精油進行封裝,并對精油的緩釋動力學和改性竹材的防霉性能進行了探究。

目前,利用封裝法增加防霉劑的穩(wěn)定性和長效性還處于探索階段。與食品、醫(yī)藥等領域相比,竹材防霉劑的封裝需要考慮竹材滲透性、化學成分、外界條件等因素,所要滿足的要求更高,可控性更強,且量級更大。因此,需要針對竹材特征和使用條件,在保證防霉效率的前提下,深入探索高效的防霉劑封裝方法。

4 存在問題及發(fā)展趨勢

隨著減排固碳的不斷深化,竹質(zhì)材料的應用會越來越廣泛,而竹材防霉也會作為竹質(zhì)材料的核心性能而得到深入研究。目前,竹材綠色、長效防霉處理技術(shù)已經(jīng)取得了一定研究成果,但在縱向研究和橫向應用上均存在很大不足,離實際應用還有較長距離,在今后的研究中應注意以下問題:

1)竹材霉變的基礎科學研究需加強。盡管竹材霉變原因已較為明確,但在實際應用中,竹產(chǎn)品類型、加工工藝和使用條件等均會對竹材的霉變性能造成影響,而不同竹制品霉變特征的相關研究較少?，F(xiàn)有研究過多注重新型防霉處理技術(shù)的探索及其防霉效力的表征,對竹材物理特性與防霉劑的相互關系、制備成本、加工工藝等問題關注較少。因此,需要加強新型防霉處理技術(shù)的研究深度,并以竹材物理性能為支撐,針對不同竹產(chǎn)品類型,明確竹產(chǎn)品霉變機理、防霉劑的作用形態(tài)及防霉機制。

2)竹材防霉新理念、新方法的探索仍需加強。盡管一些新型防霉劑被應用于竹材防霉,但在高分子、食品包裝、化妝品、生物醫(yī)藥等領域仍然存在許多新型抗菌材料和抗菌理念,對竹材防霉具有借鑒意義。因此,廣泛關注其他學科的研究進展,通過學科交叉,可為竹材防霉提供新思路、新方法,甚至提供解決竹材防霉科學問題的途徑。同時,許多新型防霉劑在竹材應用中還處于初步探索階段,在加強研究投入的同時,還需兼顧處理工藝、成本和穩(wěn)定性等方面。

3)竹材長效防霉仍然是未來研究重點。防霉劑的揮發(fā)性、流失性、易降解、易氧化等都會造成竹材后期加工和使用中防霉性能的失效?，F(xiàn)有方法雖然為提高防霉劑的耐久性提供了有效途徑,但大部分仍然是探索性研究,且存在效率低、封裝結(jié)構(gòu)滲透性差等問題,需要結(jié)合防霉劑特征、竹材物理化學結(jié)構(gòu)以及使用需求,探索高效的防霉劑固定方法并實現(xiàn)緩釋。

4)“一劑多效”是竹材改性的研究重點。目前,在尺寸穩(wěn)定、強度、疏水、阻燃、防霉、多功能性等方面均有相應的竹材改性劑,但想要獲得綜合性能優(yōu)良的竹材,需要將多種改性劑相結(jié)合,這不僅增加了工藝復雜度和成本,還難以實現(xiàn)預期性能。因此,促進改性劑的多效性,開發(fā)集多種功能于一體的竹質(zhì)產(chǎn)品,對于竹材生產(chǎn)與應用具有重要意義。