本研究对木材及立木防腐相关理论及研究现状进行了总结,并使用立木防腐技术分别对1年生杨树立木(杨树-1)和10年生杨树立木(杨树-10)进行了防腐出处理。在立木防腐过程中,测量了ACQ-D(Alkaline Copper Quat(type D))木材防腐剂在树干高度方向上的上升速率,并且对气候因子即太阳辐射、空气温度及空气相对湿度与防腐剂上升速率的关系进行了分析;经过立木防腐处理后将杨树采伐,研究其高度方向上不同部位防腐剂分布和载药量变化,并使用不同表征分析手段研究防腐剂在木材中的固着状态;为了评价立木防腐工艺,本研究还将立木防腐处理木材与传统真空加压和常压浸渍处理木材进行了防腐剂流失性和耐腐性比较。研究结果表明:(1)ACQ-D防腐剂在杨树中的上升速率会随着太阳辐射、空气温度及空气相对湿度的变化而发生的相应的变化,回归分析表明,防腐剂上升速率与太阳辐射和空气温度都呈正相关,与空气相对湿度呈负相关。防腐剂浓度越低,气候因子对防腐剂上升速率的影响就越明显。(2)ACQ-D防腐剂在杨树中的上升速率与其浓度有关,当使用的防腐剂浓度为0.02%时,防腐剂的上升速率可以达到最大,当使用高浓度防腐剂时,在杨树中的上升速率就会变慢;ACQ-D防腐剂在1年生杨树中的上升速率明显大于在10年生杨树中,且防腐剂的上升速率与太阳辐射及空气温度的相关性大于在10年生杨树中,多因素回归分析表明,在1年生杨树立木防腐期间,太阳辐射对防腐剂流速的影响大于空气温度和空气相对湿度,而在10年生杨树立木防腐期间,太阳辐射、空气温度及空气相对湿度对防腐剂的流动速率影响不显著。(3)ACQ-D防腐剂在杨树高度方向上的分布不均匀,越靠近防腐注药口,防腐剂的分布范围越大,远离注药口,防腐剂的分布就会减小;不同浓度防腐剂对其在杨树不同位置横截面分布面积有显著影响,在同一高度,浓度高的防腐剂在木材横截面渗透面积小,浓度低的防腐剂则渗透面积大。载药量在树干高度方向上的变化趋势与防腐剂在树干高度方向上的分布变化趋势相似,靠近注药口,木材的载药量越大,远离注药口载药量就会减小。(4)在1年生杨树中,ACQ-D防腐剂主要分布在导管和木纤维中,在木射线上分布较少。0.5%及0.1%浓度防腐剂在木材细胞壁中的分布不均匀,0.02%浓度的防腐剂在木材细胞壁中分散性较好,防腐剂主要以颗粒状的形态分布在木材中;在10年生杨树中,ACQD防腐剂在导管,木纤维及木纤维细胞壁上均有分布,在木射线中分布较少,除了以颗粒状的形态分布于细胞壁上外,还能以不定形状黏附于木材细胞壁上,随着防腐剂浓度的减小,防腐剂的分布逐渐变得不明显。(5)XPS试验结果表明,在1年生杨树及10年生杨树的木材细胞壁中均有ACQ-D防腐剂中的活性成分季铵盐及铜的分布,起主要防腐作用的活性成分铜主要以二价的形式存在于木材中,同时还有少量的一价铜存在。(6)FTIR分析结果表明,经过不同浓度防腐剂注药处理后的试样,其FTIR谱图的基本形态与对照试样无太大变化,说明立木防腐处理后的木材中没有太多新的官能团出现。防腐剂主要活性成分铜在木材中的主要固着场所是半纤维素和木质素,而在纤维素中是由于物理吸附的作用。(7)经过约15d的防腐剂流失试验,在同一浓度情况下,防腐剂的流失率依次从常压浸渍处理、加压浸渍处理、立木防腐处理(10年生杨树)、立木防腐处理(1年生杨树)减小。在流失试验的同一时刻,使用防腐剂的浓度越大,防腐剂就越容易流失。流失试验前,防腐木材载药量从大到小依次为加压浸渍处理试材、常压浸渍处理试材、立木防腐处理试材(成年10年生杨树)、立木防腐处理试材(1年生杨树),而流失试验后,这几种防腐处理试材载药量达到同一水平。(8)经过12周的试材腐朽菌侵染试验,四种防腐工艺处理的试材质量均有所下降。当使用防腐剂浓度为0.5%时,常压浸渍和真空加压浸渍处理的试材耐腐性与立木防腐试材a段的耐腐性相同。立木防腐处理后的试材,在高度方向上的耐腐性能会逐渐减弱。