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重組工藝讓沙漠“長(cháng)”出新“建材”
來(lái)源:科技日報 | 作者:pmoc500c7 | 發(fā)布時(shí)間: 2019-05-10 | 7544 次瀏覽 | 分享到:

 

 

    近日,科技日報記者走進(jìn)位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗江蘇工業(yè)園區的內蒙古清研沙柳產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)中心有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)清研沙柳)的生產(chǎn)車(chē)間,工人們正在加緊趕制一批節能窗構件和明式仿古家具產(chǎn)品。

  看著(zhù)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(lái)自沙漠中的沙生灌木——沙柳。清研沙柳經(jīng)過(guò)多年的潛心研發(fā),累積合成了一套表現卓越的重組木材生產(chǎn)制備工藝,用自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)集成,重新定義了國內重組木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路。

  資源緊缺,重組工藝擔起使命

  這是一套沙柳重組木的仿古榻,相同體積和規格下,梨木或檀木的產(chǎn)品要幾十萬(wàn)元,而我們的產(chǎn)品價(jià)格只有不到一萬(wàn)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(zhù)一套仿古榻的靠背告訴記者。

  木材、鋼材、水泥、塑料是現代人類(lèi)社會(huì )的四大基礎建材,而歷史最為悠久的木材,更是人類(lèi)千百年來(lái)賴(lài)以生存發(fā)展的重要建材。隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步和生活水平的提高,人類(lèi)對木材的需求逐漸超過(guò)了原生木材的供應能力,甚至威脅到森林生態(tài)系統。

  2017年,我國木材消費總量超過(guò)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(kāi)始逐步加大對我國木材進(jìn)口的限制。

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

  重組木材的生產(chǎn),就是將速生樹(shù)種通過(guò)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(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)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)強度、防水性、阻燃性、耐腐蝕性、抗白蟻啃食性、熱傳導系數等。李一說(shuō)。

  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(shù)種,沙柳具有旱不死、澇不死、牛羊啃不死、刀斧砍不死的強大生命力。此外,由于沙柳還具有平茬復壯的生長(cháng)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(shù)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(lái)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(lèi)似枝丫材,但其纖維形態(tài)較好,木纖維所占比例較大,其長(cháng)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。在清研沙柳1.5萬(wàn)立方米生產(chǎn)線(xiàn)旁,公司研發(fā)團隊帶頭人、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),遠遠沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

  李茂林說(shuō):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(guò)程中,必須要在保留沙柳內部細胞排列結構的基礎上對沙柳絲條進(jìn)行改性處理,將細胞里的自由水、糖分、黑霉菌所需的營(yíng)養物質(zhì)全部抽取出來(lái),然后用我們研發(fā)的改性劑進(jìn)行填充和置換。

  據了解,整個(gè)置換過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)是細胞破壁技術(shù),不僅要打破植物細胞壁,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,而使用壽命也大大延長(cháng)。

  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)團隊,可以根據不同地域(空氣濕度不同)的使用要求,將含水率準確控制在不同的高標準工藝設計要求指標之上。

  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(chēng)之為定向組坯。這是一個(gè)物理加壓過(guò)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(guò)圓心的直徑方向上)與切向(圓周任一些點(diǎn)的切線(xiàn)方向上)壓潰后沿縱向裂開(kāi),但是壓力又不能過(guò)大,避免壓斷縱向纖維。李茂林告訴記者。

  經(jīng)過(guò)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力,這也是木材、鋼材等建材下線(xiàn)之前必經(jīng)的工藝處理。重組木的加壓和熱處理過(guò)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告顯示,其消除沙柳坯材應力的核心技術(shù)為國內最新,且為清研沙柳獨有。