本讲概要：

　　预防与预处理的方法除了压缩法、蒸汽法、生物法以外还有高周波处理法。
　　高周波处理：高周波(radio frequency)很早就被利用于木材干燥，其优点是高周波穿透深，加热快而且均匀。但是高周波对木材结构尤其是对纹孔膜的影响，一直都没受到重视。1998年，美国田纳西大学森林系，试图在传统的窑干前将生材以高周波做预处理来促进干燥率，而发现高周波以60W/cm的能量可破坏槭木(Acer saacharum)的纹孔膜。这高周波的能量对红栎木却没有影响，可能是红檪木的纹孔膜比较厚，所产的蒸汽尚不足以顶破纹孔膜。2003年的一项美国专利也是利用高周波来处理放射松和尤加利木 (Messmate, E. obliqua)，所用的频率、能量及时间范围分别为0.1GHz至24GHz、10W/cm至100kW/cm3和0.05秒至600秒。放射松和尤加利木经高周波处理后，髓线组织被破坏，而且还沿着髓线组织产生径向裂纹，因而增加处理度，但没有报导对纹孔膜的影响。因为产生径向裂纹，如此处理后的木材弦向强度损失高达45%。

　　高周波处理法可在短时间内把木材内外同时加温，使内部的蒸汽压剧增，如果根据材种和含水量把频率、能量及处理时间作适当的调整，很有可能作为破坏纹孔膜的有效方法。如果其它组织不遭破坏，又不产生裂纹，因为其加温的时间短暂，木材的强度应当不至于损失太多。因此，高周波法很可能成为用来增进干燥率及防腐剂处理方法。

　　其它方法：木材在防腐处理浸在处理液时，把木材加以冲击振动或施予超音波都能稍为增加处理量，这是因为振波有助于将气泡从细胞壁表面脱离而增加处理液的接触面。利用高能超音波来破坏纹膜的可能性似乎值得研究。

　　预处理：木料在防腐处理前的预备工作包括去皮、切制及干燥等项目。厚度超过4英寸(10cm)以上的产品，如电线杆、铁轨枕木、木桩及圆柱等，预处理作业通常是连贯的，而厚度2英寸(5cm)以下的产品通常是用己干燥的板材为原料，程序上稍有不同。

　　制材及表面切割：制造电杆及圆木柱的原木，使用弦刨机(pole shaver)去皮以保持原木的圆锥形，而用来制造枕木和木桩的原木则与制板材一样，用环剥机(ring debarker)去皮之后切成一定的尺寸。除了板材之外，所有的材料经去皮和切制后，表面不再将之刨平，因为粗糙的表面可吸入更多的防腐剂。宽厚长裁切之后，所有的二次加工包括槽、孔洞、榫及榫眼等都在此时制作。之后防腐剂不可能完全将材料灌注，但防腐处理至少可将内部未处理部份包封，如在处理之后才裁切和做二次加工，难免不暴露未处理部份。所以在处理前完成加工，不仅可以防止“病从(开)口入”。还可能增进干燥率和防腐剂的注入。接着加工的步骤是表面切割。

　　表面切割是一个破坏性的增进防腐剂注入不得已的措施，表面切割所造成的强度损失对电杆、枕木及木桩等厚度大的产品并不很高，厚度小的板材和角材，则不宜做表面切割，同时表面切割也使成品看相不好。表面切割通常使用装有刀口的滚轴进行，把表面切制沿纵向长2.5cm深度也是2.5cm的刀缝。木材经过如此表面切割后，不但增进干燥率，还可减少表面裂纹。表面切割也可用雷射进行，用CO2雷射100W以的能量波射0.6秒钟可得深度约20cm的小圆洞。

　　干燥木料必须干燥到纤维饱和点(fiber saturation point)之下，以便空出空间来接纳防腐液。气干法最常用来干燥大型材料，如欲快速干燥则以波腾法(Boulton drying)、溶剂蒸汽法(vapor drying)和蒸汽/真空法(steaming/vacuum drying)。

　　木材防腐剂：木材防腐剂可分为防腐油、油溶性和水溶性三大类。理想的防腐剂，须具备下列的条件：(一)对破坏木材的虫菌具毒性，(二)在木材使用情况下具稳定性和持久性、(三)无不良的反效应如对木材与金属的腐蚀性、(四)对人畜的毒性低并且不造成重大的环境冲击及(五)经济效益。要全部具备这些条件当然只是一个理想，本节将着重跟据这个理想，来讨论美国木材防腐协会(AWPA)所列的现用木材防腐剂的优点和的持性及其缺失。

　　防腐油：防腐油的配方有多种，统称为杂芬油(creosote)。杂芬油的来源为煤焦油(coal tar)、油焦油(oil tar)及木焦油(wood tar)，但现代的杂芬油是从煤焦油以250至350℃分馏而得。杂芬油内有数百种有机化合物，分子量颇大，许多成份如环烷酸(naphthenic acids)萘(naphthalene)及酚类等对对虫菌有毒性。不同的杂芬油配方是用不用温度分馏得来，以较低温分馏出来的油较易挥发，水溶性也较高，处理木材后其持久性较差，用较高温分馏得到油持久性长，对环境的冲击小。此外，为了减低成本和调整黏度，得在杂芬油内渗加20%至50%的石油油(petroleum oil)。如有须要，可以添加适量五氯苯酚(Pentachlorophenol, penta, PCP)或环烷酸铜(copper naphthenates) 等增强剂，而形成强化防腐油(fortified creosote)。杂芬油大多用来处理电杆、枕木及木桩，处理得当时(90kg/m3)成品至少可使用46年。木桩如用来建造河流码头设施，须用高温分馏的杂芬油，以减少河水的污染。

　　杂芬油处理后的木材不易潮湿，所以其尺寸稳定和减少表面干裂，同时也可减缓风化腐蚀。刚处理好的产品气味重和表面油腻，有些人会对其发生皮肤敏感，颜色深和表面油腻使其不能上漆。气味重是因为可燃性气体挥发，所以刚处理好的产品极易着火。

　　油溶性防腐剂：五氯苯酚(pentachlorophenol, penta, PCP)：为无色结晶，有气味，溶于各类有机溶剂，其分子式如图示，熔点为190℃、沸点309℃、内服D50=175mg/kg。五氯苯酚、对昆虫、真菌和细菌的毒性都非常高，为一个单独使用的有效防腐剂，通常是依传统的习惯，使用5%溶液处理木材。为了节省昂贵的有机溶剂，有一个方法可节省溶剂，先将五氯苯酚溶于适量的溶剂之内，再使用乳化剂把该溶液在容积50%至80%之水内调制成5%PCP的乳化液加压注入。此外，1970年前又有一个叫做Cellon法专用来做五氯苯酚处理，该法以液化石油气(liquefied petroleum gas, LPG)作为溶剂，加压注入时用氮气取代空气为加压媒介以免发生爆炸，处理完成之后，木材内的溶剂经再经挥发和压缩液化的程序回收。因其高度危险性和设备昂贵，这个处理法己不再使用。防腐剂渗入细胞壁对保护木材最周全，油溶性防腐剂一般不渗入细胞壁，五氯苯酚却能大量入细胞壁 。这是因为五氯苯酚的分子构结与木质素相似，五氯苯酚与细胞接触而被细胞壁里的木质素吸着，这种现象被称为固体溶解。

　　五氯苯酚对哺乳动物包括人畜的毒性很高，其沸点虽然超过300℃，在常温仍然微量挥发，在屋内存少成多造成毒害，美国己于1980年初全面禁止用来处理如门窗木框等户内用品。在处理操作的时候必须特别注意安全，因为大量五氯苯酚藉溶剂由皮肤渗入体内。如溶剂是重油，处理后木材稍为油腻而显得湿暗，如溶剂是挥发性较高如煤油或矿油精(mineral spirit)等，木材不变色而且不妨碍上漆及胶合，五氯苯酚对木材及金属都没有腐蚀性。五氯苯酚活性极低，既使在真沸点的温度也不分解，但在氢氧化钠水溶液变成水溶性的五氯苯酚钠盐，因此不适用于海水的环境。五氯苯酚在木材里相当稳定，仅有极小量从电杆渗到土里，既使渗出它在土中也很稳定同时也很快地分解，处理得当(100kg/m3)的产品可提供50年的服务年限。

　　抗生剂(biocides)：1990年以来，有许多抗生剂被应用为木材防腐剂，大多数数据都载于专利文献里，学术期刊报道不多。抗生剂甚少单独使用，多数抗生剂只有抗菌性，须要添加百灭宁(Permethrin)或毒死蜱(chlorpyrifos)来防虫及白蚁。这些合成的抗生剂价格高昂，再加上溶剂载体的负担，目前很少用作为加压处理主剂，而仅限于用做细木工材料如门窗木框等用浸泡法的表面处理。表面处理不能让抗生剂深入木材，既使添加防湿剂也很难长期防腐。根据两个文献，把目前重要的抗生剂及其特性和功效用途等资料列于表。油溶性防腐剂大多用比较经济的载体溶剂如轻重石油、煤油及矿油精等，表所列的抗生剂在这些主载体溶剂里的溶解低，必须使用较贵的辅助溶剂如甲醇及丙酮等调配。

　　三丁基氧化锡(tributyltin oxide,TBTO)是1970年代开发的木材防腐剂，为一无色液体，比五氯苯酚贵许多倍，对哺乳动物的毒性也很低。用它处理后之成品在地面以上使用，其防腐功效高于五氯苯酚，故而可以取代五氯苯酚来处理门窗木框。TBTO处理后之成品不变色，不但可以油漆涂装，也不影响胶着剂之胶着，可是TBTO处理后之成品如埋入土中使用，其功效不能持久。新的抗生剂出现后，TBTO已不被重视。