高 婕 馬紅霞 李興偉 陳利芳

（廣東省森林培育與保護利用重點實驗室/廣東省林業(yè)科學研究院，廣東 廣州 510520）

厚芯膠合板是以4～8 mm 超厚單板為芯板組坯而成的膠合板。與傳統(tǒng)膠合板相比，厚芯膠合板可減少膠粘劑用量，具有生產效率更高、更環(huán)保的優(yōu)點[1]，但由于芯板部分多以楊木、松木等速生林木材為主，且很大程度上保留了木材本身的性能，因此易受到白蟻蛀蝕[2-3]，限制了厚芯膠合板在南方地區(qū)，特別是墻體材料、戶外建材等方面的應用。

新煙堿類藥劑是繼有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑后的第四代殺蟲劑。隨著有機氯、有機磷等[4]高毒白蟻化學藥劑退出市場，新煙堿類藥劑以其高效防蟻效果和對哺乳動物低毒、環(huán)境友好的特點，被世界各國廣泛推廣。目前，新煙堿類藥劑主要用于土壤處理防止地下白蟻入侵建筑物，該類藥劑通過選擇性控制昆蟲神經系統(tǒng)的煙堿型乙酰膽堿酯酶受體，阻斷昆蟲中樞神經系統(tǒng)正常傳導，從而導致昆蟲出現(xiàn)麻痹而死亡[5]。吡蟲啉作為第一代新煙堿類藥劑，其使用濃度是有機磷殺白蟻劑如毒死蜱濃度的1/20 ～1/10，是擬除蟲菊酯如氯氰菊酯使用濃度的1/5 ～1/2. 5，已被美國國家環(huán)境保護署公布為替代毒死蜱的主要防治白蟻制劑之一[6]。

新煙堿類殺蟲劑自1991 年上市以來，經過多次改進，已開發(fā)出多種系列產品。本文以第一代新煙堿類藥劑吡蟲啉、噻蟲啉和第二代新煙堿類藥劑噻蟲嗪為研究對象，探討其用于厚芯膠合板防白蟻的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料

桉樹單板，厚度1.2 mm，輻射松單板，厚度7.5 mm，平均含水率均為6%；膠合板用酚醛樹脂，太爾膠粘劑（廣東）有限公司提供，固含分別為44.17%、55.79%。供試藥劑為新煙堿類藥劑吡蟲啉、噻蟲啉、噻蟲嗪，含量分別為95%、96%、97%，均購自市場。供試白蟻為家白蟻Coptotermes formosanus，取自廣東省林業(yè)科學研究院院內。

1.2 主要試驗儀器

美國PE 熱重分析儀，型號Pyris1；美國TA差示掃描量熱儀，型號Q20，參照物為高壓不銹鋼空坩堝。

1.3 試件制備

1.3.1 藥劑處理單板工藝 試驗采用單板預處理工藝，即先對單板進行藥劑處理，然后干燥、熱壓成板。根據(jù)GB/T27651-2011【7】防腐木材的使用分類和要求，吡蟲啉處理南方松類木材濃度為21 mg/kg 左右，因此本試驗中設定藥劑試驗用量為9.5、24、38、50 mg/kg。將每種藥劑制成水乳制劑后，稀釋至上述4 個濃度，然后分別對單板進行加壓處理，制得12 組藥劑處理單板。其中，加壓處理具體工藝參數(shù)為：前真空-0.1 MPa，處理時間10 min；加壓至10 MPa，處理10 min；后真空-0.1 MPa，處理時間10 min。

1.3.2 壓板工藝 單板干燥至含水率10 %左右，然后涂膠、組坯、熱壓。其中以酚醛樹脂為膠粘劑的板材雙面涂膠量為180 g/m2，熱壓溫度125 ℃，熱壓時間1.2 mm/min，熱壓壓力2 MPa；以脲醛樹脂為膠粘劑的板材雙面涂膠量為160 g/m2，熱壓溫度115 ℃，熱壓時間1.0 mm/min，熱壓壓力2 MP。板材為5 層，中間芯層為輻射松厚單板，上下各兩層桉樹單板。

1.4 性能測試

1.4.1 藥劑對家白蟻毒力測定 采用藥膜法比較3 種藥劑對家白蟻的毒性差異。用乙醇將3 種藥劑分別配成1 000 mg/L 的母液。根據(jù)預試驗結果，將吡蟲啉和噻蟲嗪母液等比稀釋為0.097、0.290、0.880、2.640、7.930 mg/L，噻蟲啉母液等比稀釋為0.804、3.210、12.820、51.200、139.000 mg/L。

取1 mL 藥劑滴在直徑為90 mm 的濾紙上，自然晾干后放入直徑為90 mm 的干凈培養(yǎng)皿中；投入30 只個體大小一致的健康工蟻，置于28 ℃，相對濕度85%的環(huán)境中，每天觀察記錄白蟻死亡數(shù)量。測試期間注意保持濾紙的濕潤。每一試驗條件重復3 次，如果空白對照擊倒率或死亡率大于20%，則重新進行試驗。

以藥物濃度對數(shù)值為自變量X， 96 h 平均累計死亡率機率值為因變量Y，計算藥物的毒力回歸方程，求出藥劑的LC50，作為藥劑對家白蟻毒力評價指標[8-9]。

1.4.2 藥劑熱穩(wěn)定性 采用熱重分析儀測試藥劑的熱解溫度。試驗條件為：樣品從35℃升溫到400 ℃，升溫速率10 ℃/min；氮氣氣氛，氣體流量20 mL/min。

1.4.3 藥劑在板材中最佳用量 （1）藥劑處理濃度對板材抗白蟻蛀蝕性能影響 根據(jù)GB/T 18260-2015[10]，測試未經藥劑處理的對照試樣和經藥劑處理試樣的抗白蟻蛀蝕情況，每一試驗條件重復3次。測試試樣為根據(jù)1.3 制備的厚芯膠合板，板材用膠粘劑為酚醛樹脂。

（2）藥劑對板材膠合強度影響 根據(jù)GB/T 17657-2013[11]人造板及飾面人造板理化性能試驗方法測試未經藥劑處理的對照試樣和經藥劑處理試樣的膠合強度，根據(jù)GB/T 9846-2015[12]普通膠合板對板材性能進行評價，分析藥劑對板材膠合強度影響程度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用 Excel 2010 對數(shù)據(jù)進行整理，采用統(tǒng)計軟件JMP 11.0.0 對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 藥劑對家白蟻毒力測定結果

從圖1 可以看出，供試藥劑吡蟲啉和噻蟲嗪濃度達到0.88 mg/L 后白蟻累計死亡率明顯增加；其中吡蟲啉引起白蟻死亡率較高的時間段為72～96 h 和96～120 h，噻蟲嗪引起白蟻死亡率時間段為48～72 h、72～96 h。噻蟲啉供試濃度下對白蟻均有較高毒效，且隨時間延長白蟻死亡率明顯增加。其中引起白蟻較高死亡率的時間段為48～72 h和72～96 h。

圖1 白蟻連續(xù)接觸供試藥劑時的累計死亡率Figure 1 Cumulative mortality of C. formosanus by impregnated filter method

根據(jù)計算得出的LC50來看，3 種新煙堿類藥劑吡蟲啉、噻蟲嗪和噻蟲啉的LC50分別為14.86、4.04 和3.40 mg/L（表1），噻蟲嗪和噻蟲啉對白蟻毒力高于吡蟲啉。

2.2 藥劑熱穩(wěn)定性能

采用單板預處理方式對板材進行藥劑處理，因此必須保證藥劑在板材熱壓溫度條件下不揮發(fā)、不降解[13]。厚芯膠合板最高熱壓溫度一般不超過140℃，根據(jù)3 種藥劑熱重測試結果，如圖2 所示，吡蟲啉、噻蟲啉和噻蟲嗪的起始降解溫度為277.5、301.5 和217.89 ℃，因此3 種藥劑均可用于厚芯膠合板，其壓板過程不會影響藥劑藥效。

表2 不同藥劑濃度處理單板的吸藥量Table 2 Absorption dosage of treated vaneer with different concentration of the three termiticides

2.3 藥劑對板材性能影響

2.3.1 藥劑處理濃度對板材抗白蟻蛀蝕性能影響藥劑處理單板吸藥量如表2 所示。從白蟻測試結果來看，馬尾松對照試樣白蟻平均蛀蝕等級為5 級，說明測試結果有效；對照板材試樣抗白蟻蛀蝕等級為6 級，主要被蛀蝕部位為芯層厚單板部分，其蛀蝕比例達50 %以上。3 種藥劑處理厚芯膠合板抗白蟻等級均達到10 級（圖3），即使本試驗最低處理濃度試樣均未受到白蟻蛀蝕。因此，3 種新煙堿類藥劑均可用于木質材料類白蟻防治。

2.3.2 藥劑處理濃度對膠粘劑膠合性能影響 膠合板膠合性能測試結果如圖4 所示。從試驗結果可以看出，所有試樣均表現(xiàn)出良好的膠合性能，超出標準要求的0.7 MPa。隨著處理藥劑濃度增加，板材膠合強度呈增長趨勢，甚至高于對照試樣。分析原因可能與藥劑中表面活性劑有關。藥劑處理濃度增加，單板中表面活性劑含量也隨之增加，提高了酚醛樹脂在單板表面的潤濕性能，從而有利于膠粘劑在單板表面鋪展?jié)B透的均勻性。但該因素未對膠合性能結果產生顯著差異（P＜0.05）。

圖3 藥劑處理厚芯膠合板白蟻防治效果Figure 3 Termite resistance of plywood treated by tested insecticide

3 結論

3.1 吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲啉3 種新煙堿類藥劑在140℃條件下具有良好的熱穩(wěn)定性，對酚醛樹脂膠合影響不顯著，可采用單板預處理工藝制備防白蟻功能厚芯膠合板。

3.2 本試驗中，3 種藥劑即使在最低藥劑濃度9.5 mg/kg條件下，也可賦予厚芯膠合板良好的防白蟻效果。