材色與木材紋理、強度、密度一樣，是評價木材質量并決定其價值的一個重要指標[3]。木材漂白是用化學藥劑使實木、單板、木片、木漿顏色變淺、色調均勻、污染消除的加工過程，是實木制品、人造板裝飾、制漿造紙及人造纖維的一個重要加工環節，也是高級人造板裝飾、紙張及人造纖維生產的一個重要組成部分。由于木材工業、造紙工業及人造纖維業的持續強勁發展，木材漂白備受重視，大量的木材漂白新技術不斷涌現。
1 木材漂白基本原理和常用藥劑
木材細胞壁的主要成分是纖維素、半纖維素和木素。纖維素和半纖維素不吸收可見光，而作為基質存在于纖維素微細纖維之中的木素是主要的顯色物質，它的基本結構單元是苯丙烷基，其中的苯環、醌類和其單體側鏈的羰基(>C=O)、羧基(-C=O-OH)中，都含有碳-氧(C=O)、碳-碳(C=C)共軛雙鍵結構的發色基團，是木材顏色的重要來源。此外，木材組分中大量存在的羥基(-OH)和甲氧基(-OCH3)，雖自身無色，但在光(尤其是紫外光)和氧的作用下，極易發生降解，使木材色調變深，是一種潛在的發色基團，被稱做助色基團。木材的漂白過程，就是利用化學藥劑使木材材面氧化、還原，破壞木材中能吸收可見光的發〖CM(21)色基團(如C=C、C=O)或封閉助色基團(如-OH)，使其產生增白和脫色作用。所使用的化學藥劑可分為氧化型和還原型2種（見表1)[4]。
2 漂白劑選擇
理想的漂白效果是在除去有色物質的同時，盡量不損傷材面。在呈色物質能用溶劑抽提時，最好用溶劑抽提的方法；不能用溶劑抽提時，可采用分解呈色物質的方法；在分解有困難時，則應采取對呈色物質改性的方法[4]。分解和改性的方法有氧化法、還原法、甲基化法、乙?；ǖ?，無論采用哪種方法，原則上都是用盡可能少的藥劑，取得盡可能好的漂白效果，也就是**限度地發揮漂白劑的作用，降耗增益。
木材是一種天然材料，材色在株內、株外都存在著變異性，在選擇漂白藥劑時，不但要根據材面色澤及脫色的難易程度，還要考慮漂白處理工藝的簡單易行，藥品價格及用量應盡可能的低，藥品對人體是否有傷害、對環境是否有污染等因素[4]。
3 木材漂白的機理
3.1 白腐菌漂白機理
在適宜的條件下，黃孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、多年層孔菌(Forces annosus) 、木靈芝(Ganderma ostale) 、貝殼狀革菌(Panus conchatus) 、射脈齒菌(Phlebia radiata) 、雜色云芝(Tranzetes versicolor)、糞生黑蛋巢菌(Cythus stererreus) 、白腐菌IZU－154 、糙皮側耳菌(Pleurotus ostreatus) 等白腐菌的菌絲開始生長，菌絲在生長蔓延的過程中分泌出大量的胞外氧化酶，其中關鍵的2類過氧化物酶LiP和MnP，在分子氧的參與下，依靠自身形成的H2O2，觸發啟動一系列自由基鏈反應，使木素結構中的苯環發生單電子氧化反應形成陽離子基團，而后發生一系列自發反應而降解。這些降解過程包括甲氧基的脫除、Cα—Cβ鍵、Cβ—Cγ鍵以及烷基芳基醚鍵的斷裂，直至苯環的開環裂解等。木素的降解產物繼而再被菌絲體吸收，最終氧化成為二氧化碳和水[5]。
目前，白腐菌用于紙漿漂白還沒有實現工業化，而實驗室研究一直在不停地進行。很明顯，一旦白腐菌漂白紙漿的作用時間縮短，以及其它問題得到妥善解決，則白腐菌漂白紙漿終將實現工業化[5]。
3.2 電化學漂白機理
近年來，在紙漿漂白的研究中，電化學漂白逐漸受到了研究者的關注。電化學漂白的基本原理是通過電流的作用，產生具有漂白作用的化學物質，從而對紙漿進行漂白。在這里主要介紹3種電化學漂白機理：電化學含氯漂白、電化學氧氣漂白和電化學過氧化氫漂白。
(1)電化學含氯漂白。在電化學含氯漂白中依據如下的電化學反應產生具有漂白作用的化學物質：
陽極反應：2CI－→ CI2+2e
12CIO－+ 6H2O→ 4CIO3－+ 8HCI+ 12H++ 3O2
陰極反應：6H++ 6e→ 3H2
液相反應：3CI2+ 6H2O→
3CIO－+ 3CI－+ 3H+HCIO→ CIO－+ H+
2HCIO+ CIO－→ CIO3－+ 2CI－+ 2H+
溶液中的 Cl2、HClO、ClO－、ClO3－使木質素幾乎同時進行氯化和氧化[6~8]。
(2)電化學氧氣漂白。氧氣漂白是公認的對環境無污染的一種漂白技術。氧氣漂白的動力學及其機理受到了不少科學工作者的關注[9~11]。Perng 等[12]認為，在電流作用下氧氣漂白機理可表述為如下的鏈反應：
O2 + e－→O2－
鏈引發：
L－+ O2→ L·+ O2－
L－+ Mn+ → L·+ M(n－1)+
陽極反應：M(n－1)+→ Mn+
鏈增長：
L·+ O2→ L－O－O·
L－+L－O－O·→ L·+ L－O－O
L－O－O·+O2－·→ L－O－O－+O2
L－O－O－→ 深度降解
鏈終止：
L·+ L·→L－L
L代表木質素，M 代表過渡金屬
近年來，木漿的電化學氧氣漂白得到了廣泛關注，但對于草類紙漿的研究還少見報道。特別是對我國這樣的草漿大國，草漿的電化學漂白研究具有重要意義。
(3)電化學過氧化氫漂白。在電化學條件下，可通過如下電極反應直接產生過氧化氫[13，14]：
陽極反應：4OH－→ 2H2O+ O2+ 4e－
陰極反應：H2O+ O2+ 2e－→ HO2－+ OH－
總 反 應：OH－+ O2→ 2HO2－
H2O2是實現無氯元素漂白（ECF）和全無氯漂白（TCF）工序的主要化學試劑之一。減少過氧化氫的生產成本是 ECF和 TCF 紙漿在價格上能夠與氯漂紙漿競爭的關鍵。目前工廠用于漂白的H2O2主要是由對苯二酚自動氧化后經多步處理制得，其生產過程復雜，所需費用高。據Mathur 等[14]統計，用電化學方法生產的過氧化氫比目前使用的H2O2價格約低15%，具有一定的應用前景。
3.3 氧化漂白的機理
含氯漂白的廢液中存在著三氯甲烷和二噁英等有毒物質和致癌物質[15]，因此在這里僅以過氧化氫的漂白機理為例來論述氧化漂白機理。過氧化氫按下式分解，生成自由基HOO·，O－，HO2－進攻色素共軛體系，參與氧化漂白，改變發色基團的結構和數量，從而達到消色的結果[16~18]。
H2O2→ HO2－+ H+
HO2· → O2－+ H+
HO· + H2O2→ H2O + HOO·
HO2· + H2O2 → H2O + O2+ HO·
由自由基引起的鏈終止的反應如下：
HO·+ HO· → H2O2
HO· + HO2· → H2O + O2
HO2· + HO2·→ H2O2 + O2
HO2－+ 未漂漿 → OH－+ 漂白漿
當溶液中無漂白對象時，或是接觸不到漂白對象時，它們所釋放的活性氧結合成氧氣放出，此為過氧化氫的無效分解。
3.4 還原漂白機理
這里僅以二氧化硫的漂白機理為例闡述還原漂白機理。二氧化硫的漂白原理主要是：二氧化硫能跟某些有色物質化合而生成不穩定的無色物質，從而達到漂白的目的，而這種無色物質受熱易分解使有色物質恢復原來的顏色。如將SO2通入微酸性的品紅溶液里，品紅溶液褪色。
品紅的結構里有一個發色團，該發色團遇到亞硫酸后，生成不穩定的無色化合物，改變了發色團的結構，這種無色化合物不穩定，遇熱時又分解為發色團[19]。
3.5 活性炭漂白機理
活性炭是碳元素的一種同素異形體，是一種粉狀、粒狀或丸狀的無定形多孔炭，具有很強的吸附性能?；钚蕴科椎臋C理是，利用活性炭疏松多孔結構具有吸附活性，去掉作用物中的色素，從而達到漂白目的，其過程是物理過程，不發生化學反應[19]。
3.6 調色漂白機理
由色相圖可知，將3種原色中相鄰的2原色相配，可得間色。2種間色相配可得復色。相對色相還具有相互吸收所反射光譜的作用。如在呈淡黃色和木素含量較少的漂白漿中，加入藍紫色或紅藍色染料，吸收波長為500～600 nm時的淡黃色或橙色光譜，即能起到互補作用，使肉眼觀察下反映出較高的白度。在不改變工藝流程的前提下，調色法既能起到顯白效果，又能提高紙漿白度，且操作簡單，成本低[20]。
4 國內木材漂白的研究現狀
漂白是當代制漿造紙、木材加工、人造纖維領域發展最快、變化**的一種技術，為此，我國木材科學工作者作了大量的工作，其主要成果如下：
4.1 應用性研究
針對泡桐變色這一現象，1995年胡偉華等[21]選用2種不同性質的配方進行了色斑消除試驗，結果表明，在相同條件下，用氧化性配方處理后的試材優于還原性配方；并用正交試驗法分析了相關因素對桐木漂白過程中雙氧水分解率的影響[22]，鄧邵平等[23]通過正交試驗對4種常用的裝飾木材進行了漂白試驗，確定了濃度、溫度、時間、pH值、助劑等漂白工藝因子的**組合，為裝飾木材生產企業解決木材漂白問題提供理論依據。李年存等[3]介紹一種新型漂白劑，探討了使用新型漂白劑時漂液的配方和漂白工藝參數，與傳統漂白劑H2O2相比，新型木材漂白劑的價格更低，漂白效果更好，操作更方便。試驗結果表明，新型木材漂白劑可很好地應用于木材漂白。吳智慧等[24]對象牙色工藝木扇等樣品的試制與產品的批量生產產品性能及傳統制扇技術的改進進行了研究，結果表明，漂白脫水后的木扇變形小、成本低、正品率高，并指出利用石斑木的扇坯進行漂白處理可制成高檔精致的象牙色工藝木扇。
楊永剛等[25]著重研究了稻草的ASAQ漿的氧堿漂白工藝，為稻草的下一段漂白及其高白度、短程序的全無氯漂白的實現提供了理論基礎，完全可望實現較高白度、短程序的全無氯漂白；同時，戴紅旗等[26]對漂白麥草漿的表面化學特性進行了研究。近年來，王海松[27]和徐清華等[28]先后對廢紙脫墨、脫墨廢紙漿中含有一定量的木素等問題進行了研究，發現僅過氧化氫和連二亞硫酸鈉適合作漂白劑。黃干強[29]等研究了硫酸鹽竹漿的高溫高壓過氧化氫漂白技術，旨在為綠色漂白技術提供依據。楊騏銘等[30]探討了影響單段過氧乙酸楊木漿漂白的各種因素；徐騰等[31]也在2003年研究了過氧乙酸的漂液用量、溫度、時間和pH值對漂白的影響，并指出過醋酸是一種對環境友好的化學物質。許瑩[32]以高嶺土為研究對象，在確定染色雜質的種類和賦存狀態的基礎上，采用還原漂白法、氧化漂白法、氧化－還原聯合漂白法3種方法對其進行增白試驗，并研究了影響漂白效果的諸因素(試樣礦物組成、藥劑用量、pH值、礦漿濃度、反應溫度、反應時間、加藥制度)，結果是在中性偏堿的環境中可得到較好的漂白效果，同時可避免酸性介質腐蝕生產設備。
應潤芬等[33]在實臉室內對速生材鄂育375同蘆葦、意楊木做蒸煮漂白對比試驗，結果發現，速生材鄂育375作為短纖維原料易制漿，易漂白，成漿白度高，纖維勻整性好，含雜量小，易脫水，有利于造紙，但成本比葦漿高。詹懷宇等[34]通過分析、研究黎蒴栲的纖維形態、化學組成和制漿漂白性能，發現黎蒴栲木材是比較好的造紙材料。劉麗等[35]和趙建等[36]分別研究了藍桉的硫酸鹽法制漿，均發現藍桉具有優良的制漿性能。
4.2 漂白助劑研究
在2001年，尹素紅等[37]報告了穩定劑、螯合劑和活化劑等添加劑以及過氧漂白的基本參數對漂白效果的影響，并證實，在過氧漂白中，穩定劑、漂白活化劑、螯合劑是必不可少的添加劑。張曾等[38]專門討論了用于過氧化氫的漂白活化劑Fe(III)的性能，得出Fe(III)的四酰胺大環類復合體活化劑具有足夠的穩定性和適用的溫度范圍，在漂白過程中能有效提高H2O2的脫木素能力并具有良好的脫木素選擇性。最近，美國也開發出一系列三價鐵絡合物－TAML活化劑，在過氧化氫中加入該種活化劑，能有效地將過氧化氫低溫活化，增強過氧化氫的氧化能力，提高紙漿白度，降低生產成本[15]。江茂生等[39]應用量氣法研究H2O2在不同漂白條件下的分解動力學特征，分析影響H2O2分解的各種因素和微觀機制，結果表明，漂白過程中H2O2的分解受CuO、Fe2O3和MnO2的強烈催化，而MgSO4和Na2SiO3協同作用形成硅酸鹽粒子，能將有害金屬離子包藏，產生穩定效果，降低H2O2的無效分解。2003年，李丹等[40]指出，馬尾松硫酸鹽化學木漿次氯酸鹽漂白中添加氨基磺酸，可有效防止纖維過度降解，顯著提高漂白漿的強度，從而可提高紙張質量或降低化學木漿在造紙中的漿料配比，具有明顯的經濟效益。
近年來，陳玉和等[41]用NaOH的稀溶液處理泡桐木材，觀察桐木滲透性和顏色的變化，并研究堿液對泡桐木材漂白效果的促進作用，結果表明，NaOH稀溶液對木材顏色沒有明顯損害作用，能顯著提高桐木的滲透性，促進木材漂白效果。林皓等[42]發現聚木糖酶可以明顯提高紙漿的白度，降低化學漂劑的用量及漂白廢水的污染負荷，但是，聚木糖酶在紙漿漂白中的作用只是助漂，而不能完全取代化學漂劑，無法從根本上消除漂白污水的產生。林友鋒等[43]論述了尿素作為蒸煮劑及漂白保護劑的應用及機理；隨后，唐鳳華等[44]指出，尿素作為過氧化氫強化氧漂白的預處理助劑有較好的漂白效果。
4.3 綜述性研究
李堅等[45]和徐永吉等[46]分別歸納、總結了木材漂白的基本知識和比較常見的變色消除方法。羅巨生[47]闡述了我國化漿漂白技術現狀及其與國外的差距，剖析了紙漿漂白過程的污染源，并對減輕污染的途徑和目前較成熟可行的技術措施作了評價和介紹。張忠誠等[48]詳細介紹了各類脫色劑、漂白劑和增白劑的性質及應用，給出了數種化工及其他產品的脫色與漂白方法，并論述了脫色漂白領域的**進展。最近，荊琪等[49]介紹了近10年來漂白活化劑制備的進展，指出漂白活化劑是含有氧或氮?；鶊F的化合物，可與強親核過氧酸反應產生過乙酸，從而提高漂白效果。周學飛[50]則詳細介紹了鉬酸鹽、二氨基二氰和睛胺、高錳酸鉀等幾種含氧漂白活化劑及其使用效果。
5 木材漂白的研究方向
盡管在木材漂白方面已取得豐碩的成果，但在21世紀的今天，國內外從事木材漂白研究的科學工作者仍面臨著新的挑戰。
首先，在實踐中發現，無論是實木或單板的漂白，還是木片、木漿或纖維素的漂白均不同程度地受到木材難滲透的制約，造成漂白深度不足、白度不均，因此在深入研究木材滲透性的同時，應高度重視適宜于木材漂白使用的表面活性劑、漂白活化劑、滲透劑和增白劑等助劑的研制，以促進木材改良工業的起步和發展。
其次，隨著人工林木材被廣泛用于實木加工、人造板二次加工、造紙和人造纖維，木材的色澤不一，特別是節子、內含物或各種污染物所引起的局部顏色差異已受到加工業的廣泛關注[4]，所以木材局部漂白技術有待開發。但目前的漂白技術，目標性不強，漂白對象選擇性差，不僅造成漂白劑的浪費、增加成本和加重環境污染，而且使漂白目標難于準確實現，因此，量化漂白技術是另一個發展方向，也是木材局部漂白技術開發的基礎和前提。
再次，原木和大尺度的板材經傳統的漂白工藝處理后，難于干燥，易發生開裂、變形，降低漂白效率，同時還帶來大量的漂白廢水。因此，需要盡快開發適宜于原木和大尺度板材的漂白新工藝，以滿足人造原木和大尺度板材表層顏色的改良。
另外，近年來相繼發現含氯漂白的廢液中存在著三氯甲烷和二噁英等有毒物質和致癌物質[15]，為此人們不得不改進漂白方法，以減少或消除漂白廢液中有機氯化物的產生，但ECF和TCF漂白成本相對較高，國家應在政策上給予扶持，同時制定有關法規限制含氯漂白技術的應用。而我國目前在這一方面尚處落后狀態，因此發展無污染漂白技術，減輕漂白廢水對環境的污染，是未來的另一個研究方向[51]。
免責聲明：凡注明稿件來源的內容均為轉載稿或由企業用戶注冊發布，本網轉載出于傳遞更多信息的目的；如轉載稿和圖片涉及版權問題，請作者聯系我們刪除，同時對于用戶評論等信息，本網并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。
