高性能重组竹制造技术研究

李和麟 陈滔

(四川林合益竹业有限公司 四川 610081)

高性能重组竹制造技术研究

李和麟 陈滔

(四川林合益竹业有限公司 四川 610081)

基于丛生中小径级竹材资源丰富，工业化利用水平低的现状，开发了以竹代木的高性能重组竹新材料。高性能重组竹可代替木材、节约木材资源，形成新型资源产业链；同时，解决三农问题，推进社会、生态、经济的平衡发展。

丛生竹；以竹代木；关键技术；气候友好技术

以竹代木的研发由来已久，但都存在技术水平不高、应用领域狭窄的问题，很难工业化、产业化。“高性能重组竹”关键技术与装备的研发，为丛生竹的工业化利用开辟了新的思路，为木材的节约代用提供了很好的途径。

1 高性能重组竹研发的意义

20世纪80年代以来，我国竹产业取得了较快的发展，无论在产品的质量、数量以及企业的规模和技术的先进程度等方面均具世界领先水平，而且成为世界上最大的竹材制品出口国。竹材加工利用已从初期的大力发展各种竹材人造板发展到目前的开发竹炭竹醋液等化学产品；从单纯重视大径级毛竹的利用到重视利用各类中小径级的竹制品生产。竹材人造板也从车厢底板、水泥模板两大系列产品发展到今天的车厢底板、水泥模板和竹材集成材竹材地板3大竹板系列产品。但是总的来说，竹材的利用率较低，一般低于25%左右。因此研发新型的高利用率竹产品十分必要。

“高性能重组竹”的研发是针对我国木材资源紧张的现状及保持生态可持续发展战略的需要，利用竹资源的可再生特性，在目前国内外现有产品基础上进行开发的“低甲醛”环保新型材料。一条“高性能重组竹”生产线年利用原竹约3万t，在有序利用资源的同时，对生态环境的保护和农民增收致富都将起到重要的作用，社会、经济和生态效益明显。每条高性能重组竹生产线每年可节约原木1万多m3。可让2.5万林农直接受益，带动农村经济快速、健康、有序发展。

2 高性能重组竹研发的基本程序

材料的选择――实验室探索性试验――试验分析、总结――实验室产品试制――性能检测――工厂小试――性能检测、结果分析――优化试验方案――工厂中试。

3 研发关键技术

3.1 原材料的选择

本次研发以四川产量最大的慈竹为试材生产高性能重组竹。慈竹，地下茎合轴丛生。竹秆高6～11m，胸径4～8cm，基部节间长15～30cm，中部最长节间可达60cm，节间圆筒形，竹壁薄。材质柔韧，劈蔑性能优良，是编织农具、工艺品和竹编胶合板的优良材料。

3.2 原材料的物理力学性能

慈竹的竹材密度为0．46g/cm3，纵向静曲强度为102MPa，纵向弹性模量为102MPa，硬度为58MPa。

3.3 竹单元材料的制备

高性能重组竹由单元材料构成，单元材料的质量好坏直接决定高性能重组竹产品的质量，本次研发是将竹材单元材料经过开片、梳解等处理制成。

由于慈竹具有壁薄、不易加工、出片率低等的特点，与毛竹等散生大径级竹材明显不同，针对这一特点，本工艺研究出一种适合慈竹加工的高效多工序加工机。

该机由展平传动系统、去黄去青加工系统、定厚定宽定位系统、动力系统、梳解分片机构等组成，具有结构紧揍、设计合理、运行可靠及操作方便等特点，是对慈竹传统加工方法的重大创新，使慈竹的有效利用率在传统建筑模板单元材料加工方法的基础上提高了60%，劳动生产效率也提高了50%。

3.4竹单元材料的物理及化学处理

竹材中含有丰富的糖分、蛋白质类、脂肪类等有机物质，容易发生腐蚀、霉变等缺陷。同时由于竹材的生长年龄、立地条件、竹竿部位的不同，竹材色泽不均，竹材物理力学性质也有差异，在生产中容易发生开裂等缺陷。因此需要对竹单元材料进行一定的物理化学处理来改善其性质。

竹单元材料的漂白处理实质是利用化学药剂，除去霉菌污染，有选择性地破坏发色基因和隐色基因。漂白剂可以分为氧化型和还原型2大类，用于竹材漂白的氧化型漂白剂主要有过氧化物、次氧酸钠等。它能有效地氧化竹丝中的发色基因和霉菌，从而达到脱色的目的。以过氧化氢为例：

H2O2+ H2O H2O + OOH-，加入稳漂剂后使H2O受到仰制增加（OOH-）的浓度，而（OOH-）是漂白的主要成分。在漂白的过程中，竹单元材料中的糖分、蛋白质等被侵提出来，减少菌虫赖以生存的营养物质，因而不产生第2次霉变。

3．5 热固化技术

研制了的低毒、快速固化酚醛胶。与常规酚醛胶相比，快速固化酚醛胶对固化温度要求严格，大约120℃～150℃，游离甲醛含量低，在0.3%以下。在调胶过程中加入甲醛捕捉剂等助剂加快了胶的固化速度，吸收树脂中的有害物质。在固化过程中，采用远红外线加热的方法,使物料内部温度均匀,物料的各部位固化程度保持一致，从而使质量均衡稳定。考虑到浸胶后的温度偏差，采取预烘干—低温—高温—低温的过程。浸胶后的竹单元材料若湿度过大，压制时容易引起胶液流失,预烘干可使水分降低、压制中不会流走。低温阶段使胶液有一定的流动性、受热更均、胶液更均，使多余的水分挥发不至于鼓泡。高温固化温度为130℃～160℃。最后再低温塑化，降低型材的应力。热固化工艺曲线如图3所示。

4 高性能重组竹产品应用领域及检测标准

经过固化成型的成品，再进行去头处理即成为高性能重组竹，该材料具有密度高、强度好、硬度大、耐磨性能好、防潮防水、防蛀、耐温差不变形、甲醛释放量低等特性。

4.1 高性能重组竹产品应用领域

该材料可用于室内外建筑建材、装饰装修材料、高档家具、门、窗、地板；适用范围涵盖了木材及纤维板材使用的众多领域；经检测，本产品各种质量指标均优于高档木材及国 内外同类产品标准；被誉为“源于竹、胜于木”的绿色环保新材料。

4.2高性能重组竹产品检测指标

产品达到Q/7842074-1.1-2007企业标准要求，见表1。

表1 高性能重组竹检测指标

5 小结

“高性能重组竹”项目研发投建是针对我国木材资源短缺及竹类资源低利用率现状，为保持生态可持续发展战略的需要，利用竹资源的速生和可再生特性，在目前国内外现有产品基础上开发出的新型建材。它以独特的工艺技术和装备模具设计及工艺参数控制，提高了竹材利用率。现技术已经成熟、装备及配套设施技术相对完善，具备了项目推广和扩大生产的资源、技术、市场等基本条件，应用推广前景广阔。

1 江泽慧主编.《世界竹藤》[M].辽宁出版社，2002.

2 张齐生等著.《中国竹材工业化利用》[M].北京：林业出版社，1995.

3 赵仁杰、喻云水著.《竹材人造板工艺学》[M]. 湖南出版社 2002.

4 辉朝茂,杨宇明.《中国竹子培育和利用手册》[M].云南出版社，2002.

A Study of Manufacturing Technique of High Performance Re-constituted Bamboo

Li Helin, Chen Tao
(Linheyi Bamboo Industry Ltd. Sichuan, 610081)

Owing to rich bamboo resources in middle and small symopodium, the new high performance reconstituted bamboo material was developed to substitute wood so as to improve the industrialized utilization of bamboo. The new material can substitute wood, save wood resources and form a new type of resource industry chain, while resolving the “three –agriculture”problem and promoting the balance development of social, biology and economy.

symopodium, substitution of wood with bamboo, key technique, environmentally-friendly technique