沙柳

沙柳重組木型材開料

近日，科技日報(bào)記者走進(jìn)位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗江蘇工業(yè)園區(qū)的內(nèi)蒙古清研沙柳產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)中心有限公司(以下簡稱清研沙柳)的生產(chǎn)車間，工人們正在加緊趕制一批節(jié)能窗構(gòu)件和明式仿古家具產(chǎn)品。

看著一件件精美的高檔家具，人們很難相信，這些產(chǎn)品的原料是來自沙漠中的沙生灌木——沙柳。清研沙柳經(jīng)過多年的潛心研發(fā)，累積合成了一套表現(xiàn)卓越的重組木材生產(chǎn)制備工藝，用自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)集成，重新定義了國內(nèi)重組木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路。

資源緊缺，重組工藝擔(dān)起使命

“這是一套沙柳重組木的仿古榻，相同體積和規(guī)格下，梨木或檀木的產(chǎn)品要幾十萬元，而我們的產(chǎn)品價(jià)格只有不到一萬元，而且阻燃性、密實(shí)度等性能更佳。”清研沙柳總經(jīng)理李一撫摸著一套仿古榻的靠背告訴記者。

木材、鋼材、水泥、塑料是現(xiàn)代人類社會(huì)的四大基礎(chǔ)建材，而歷史最為悠久的木材，更是人類千百年來賴以生存發(fā)展的重要建材。隨著社會(huì)的進(jìn)步和生活水平的提高，人類對木材的需求逐漸超過了原生木材的供應(yīng)能力，甚至威脅到森林生態(tài)系統(tǒng)。

2017年，我國木材消費(fèi)總量超過6億立方米，其中進(jìn)口占比51%。此外，我國早已全面禁止了用于木制品加工的森林砍伐，而一直出口中國的俄羅斯也開始逐步加大對我國木材進(jìn)口的限制。

李一告訴記者：“對森林資源的保護(hù)和木材供應(yīng)的限制，使我國木基材料的生產(chǎn)加工行業(yè)出現(xiàn)了大量缺口，依靠新技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)重組木，成為市場的迫切需求。”

“重組木材的生產(chǎn)，就是將速生樹種通過新技術(shù)和工藝重新組合生成一種性能優(yōu)化的木基材料，說起來簡單，其實(shí)需要一整套集成技術(shù)的支撐。優(yōu)質(zhì)的重組木材，除了要保留原生木材的所有特性，更要優(yōu)化和提高原木的諸多性能，例如力學(xué)強(qiáng)度、防水性、阻燃性、耐腐蝕性、抗白蟻啃食性、熱傳導(dǎo)系數(shù)等。”李一說。

為什么可以將沙柳作為重組木的原材料?李一給出了答案。

在鄂爾多斯廣袤的沙漠里，沙柳是最為尋常的灌木。作為沙漠治理的先鋒樹種，沙柳具有旱不死、澇不死、牛羊啃不死、刀斧砍不死的強(qiáng)大生命力。此外，由于沙柳還具有“平茬復(fù)壯”的生長需求(每三到五年要平茬一次)，這也為重組木生產(chǎn)制備提供了源源不斷的原材料。

技術(shù)集成，沙生樹種“改頭換面”

重組木的制備，前提條件是不破壞木纖維的天然排列順序，保留基本特性。所謂沙柳平茬，主要是指對沙柳的枝干進(jìn)行剪切，而剪切下來的枝條就是重組木的原料。

“作為灌木植物，沙柳枝條直徑很小，呈條狀，且直徑相差不大，類似枝丫材，但其纖維形態(tài)較好，木纖維所占比例較大，其長度為0.35—0.77毫米，壁較厚，在2—4微米之間，是制造重組木的優(yōu)質(zhì)材料，這是我們研發(fā)制備工藝的基礎(chǔ)。”在清研沙柳1.5萬立方米生產(chǎn)線旁，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶頭人、清華大學(xué)天津高端裝備制造研究院沙產(chǎn)業(yè)制備研究所總工程師李茂林詳細(xì)介紹道。那么如何以沙柳為材料制造重組木材，是將沙柳枝干進(jìn)行粉碎壓縮就可以了嗎?其實(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么簡單。

李茂林說：“整個(gè)制備工藝的首道程序是將沙柳枝條剝皮、碾壓、分絲，在此過程中，必須要在保留沙柳內(nèi)部細(xì)胞排列結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對沙柳絲條進(jìn)行改性處理，將細(xì)胞里的自由水、糖分、黑霉菌所需的營養(yǎng)物質(zhì)全部抽取出來，然后用我們研發(fā)的改性劑進(jìn)行填充和置換。”

據(jù)了解，整個(gè)置換過程的關(guān)鍵技術(shù)是細(xì)胞破壁技術(shù)，不僅要打破植物細(xì)胞壁，還要充分完成成分的置換。由企業(yè)自主研發(fā)的改性劑，含有阻燃性能材料和防腐劑，因此，重組木的阻燃性較原生木大幅增強(qiáng)，而使用壽命也大大延長。

將改性好的絲條進(jìn)行含水率控制，是整個(gè)工藝的另一難點(diǎn)，而清研沙柳研發(fā)團(tuán)隊(duì)，可以根據(jù)不同地域(空氣濕度不同)的使用要求，將含水率準(zhǔn)確控制在不同的高標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)要求指標(biāo)之上。

“原材料工藝處理完成后，就要將絲狀的改性沙柳制備成為大小不同的坯材，我們稱之為‘定向組坯’。這是一個(gè)物理加壓過程，與普通木材加壓不同，重組木加壓需要足夠壓力使原料徑向(圓上任一點(diǎn)通過圓心的直徑方向上)與切向(圓周任一些點(diǎn)的切線方向上)壓潰后沿縱向裂開，但是壓力又不能過大，避免壓斷縱向纖維。”李茂林告訴記者。

經(jīng)過加壓后的坯材隨后進(jìn)入模具，接受最后一道工藝處理——熱處理，其目的是消除木材應(yīng)力，這也是木材、鋼材等建材下線之前必經(jīng)的工藝處理。重組木的加壓和熱處理過程要防止纖維斷裂和纖維碳化，因而工藝對壓力、溫度的控制要求極為苛刻。李一向記者出具的查新報(bào)告顯示，其消除沙柳坯材應(yīng)力的核心技術(shù)為國內(nèi)最新，且為清研沙柳獨(dú)有。

相關(guān)鏈接

重組木：木材界的“環(huán)保大使”

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，木材重組技術(shù)也受到了國家高度重視。目前國內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出部分生產(chǎn)工藝，并申請專利，采用速生林為原料，經(jīng)過多種物理與化學(xué)工藝處理后，在不打亂木材纖維排列方向、保留木材基本特性的前提下，將木材碾壓成“木束”重新改性組合，制成一種強(qiáng)度高、規(guī)格大、具有天然木材紋理結(jié)構(gòu)的新型木材，其完全可以代替實(shí)木硬木，且性能更優(yōu)。

重組木具有良好的環(huán)保性能，可以有效的節(jié)約木材資源，形成速生林的循環(huán)利用，提高了木材的使用效率;高密度、不易變形、不易開裂、防蟲、阻燃性能優(yōu)于一般實(shí)木;各種木材物理指標(biāo)超出普通實(shí)木3倍以上;適合用于戶外以及地?zé)岬忍厥猸h(huán)境用材;甲醛釋放量達(dá)到E0級標(biāo)準(zhǔn)(≤0.5毫克/升，目前是國際最高標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)≤1.5毫克/升)。

(新媒體責(zé)編：wb001)