結合超臨界二氧化碳流體之防腐處理技術

國立宜蘭大學森林暨自然資源學系 卓志隆教授

超臨界流體的物理性質是介於氣、液相之間的，其特性為黏度接近於氣體，密度接近於液體，因密度高，可輸送較氣體更多的超臨界流體，因黏度低，輸送時所須的功率則較液體為低。又其擴散係數高於液體10至100倍，亦即質量傳遞阻力遠較液體為小，因此在質量傳遞上較液體為快。此外，超臨界流體有如氣體幾無表面張力，因此很容易滲入到多孔性組織中。除物理性質外，在化學性質上亦與氣、液態時有所不同，二氧化碳在氣體狀態下不具萃取能力，但當進入超臨界狀態後， 二氧化碳變成親有機性，因而具有溶解有機物的能力，此溶解能力會隨溫度及壓力而有所不同。在眾多流體中，最常應用二氧化碳，主要因其臨界溫度低，只要攝氏31.2度， 接近室溫，臨界壓力也不算太高，約72.8 atm，又不具毒性，不會自燃，來源廣且價格不高等優點。

超臨界CO₂流體防腐劑注入技術特點包括對環境友善（不使用含微量金屬之防腐劑）、藥劑可均勻分布於邊材與心材、木材物理性質不改變、處理前後之木材皆可在乾燥狀態、可處理低滲透性之木材、可保持木材的天然外觀、可進行後續之機械切削加工、木材廢棄時沒有環保問題（可燃燒），為一可突破現行木材防腐注入處理的方法。

超臨界CO₂流體防腐劑注入木材製程如下：

1. 木材置入處理槽中。
2. 注入防腐劑及撥水劑（ 如鐵布可唑(得克利) 丙環唑(普克利)等環保型有機性藥劑）。
3. 緩慢加入CO₂至超臨界狀態。
4. 流體與藥劑注入木材中。
5. 降低壓力質常壓 CO₂排出與回收再利用。
6. 防腐劑留存於木材中。