新技术使竹材一次利用率增至九成多

  • 2012-03-29
  • 来源:中国科学报

记者近日从中国林业科学院木材工业研究所获悉,由该所研究员于文吉等完成的“高性能竹基纤维复合材料的制造技术”研究,突破了竹材传统加工技术中竹青、竹黄难以有效胶合的难题,可使毛竹等大径级竹材一次利用率从20%~50%提高至90%以上,小径竹、丛生竹等我国优势竹材资源得以高效利用。

基于竹材生产的风电桨叶

记者近日从中国林业科学院木材工业研究所获悉,由该所研究员于文吉等完成的“高性能竹基纤维复合材料的制造技术”研究,突破了竹材传统加工技术中竹青、竹黄难以有效胶合的难题,可使毛竹等大径级竹材一次利用率从20%~50%提高至90%以上,小径竹、丛生竹等我国优势竹材资源得以高效利用。
 
据介绍,我国的竹材产业近年来发展迅猛,每年保持着30%左右的复合增长率。然而,“由于竹材薄壁内空的筒形结构形态,内外表面存在难以胶合的竹黄和竹青。竹青和竹黄的含量约占竹材总量的15%~20%,简单去掉竹青和竹黄的传统加工办法造成大量竹材被浪费,竹材利用率仅为45%~48%。”于文吉表示。
 
经多年研究和实践,于文吉团队以我国南方地区生长的竹子资源为原材料,通过竹材纤维可控分离技术、竹材单板化展平技术、竹基纤维复合材料制造单元的优化技术、竹青竹黄胶合技术、竹材增强单元导入技术等多项技术集成,研制出了全新的竹材原材料处理技术——高强度竹基纤维复合材料制造技术。
 
该技术实现了竹基纤维复合材料的高性能和可调控,不用除去竹青竹黄,最终制造成高性能、多用途的竹基纤维复合材料。该材料可用于风电叶片、集装箱底板和户外地板等高耐候性材料及家具、水泥模板等高消耗材料领域。
 
据介绍,该技术自2009年以来,开始了以企业为应用主体的推广示范模式。先后在安徽金泰竹业、浙江均泰科技、铁道部眉山车辆厂、成都达江装饰材料公司等进行多次中试和生产试验,建成了年产量8000立方米的风电桨叶用竹基纤维复合材料、年产200套风电桨叶用竹层积材、年产8万立方米的全竹集装箱底板用竹基纤维复合材料生产示范线各1条,形成了成熟的成套生产工艺技术与装备。其中,在山东德州应用该技术制造的风电桨叶,叶片长40.3米,重5.9吨,可满足1.5兆瓦级风电桨叶片的强度要求。与传统的玻璃钢纤维复合材料相比,重量降低30%以上,成本降低10%以上。
 
“在我国,小径竹、丛生竹占据了我国竹材资源的近50%,优势却远未发挥出来。11个产竹大省中,重组竹产业总体上呈现一种不均衡的发展状态。希望这项技术能积极促进竹产业的升级换代。”于文吉对《中国科学报》表示。