林业三剩物制备低密度木质复合材料关键技术研发与产业化

我国林业三剩物资源丰富，将其高效利用是我国竹木加工产业发展的重要方向。在国家自然科学基金、“十二五”国家科技支撑计划任务等项目资助下，针对我国利用林业三剩物制备的纤维形态差、木质复合材料性能差、加工过程生产能耗高等问题，历经16年研发与推广，集成创新林业三剩物制备低密度木质复合材料关键技术，开发出优质的木竹纤维及木塑发泡复合材料、低密度高强纤维板、低密度高强刨花板等木质复合材料，可应用于造纸、装饰、包装等领域，对缓解我国木材资源短缺矛盾，推动林业三剩物加工产业可持续发展具有重要意义。主要创新内容如下：   1、创新热水预处理、生物酶处理和机械处理竹木纤维制备新技术，竹原纤维得率90%以上，纤维平均长度1.3mm；马尾松纤维得率94%以上，纤维平均长度1.5 mm；杨木纤维得率93%以上，纤维平均长度1.0mm。纤维平均长度提高18.2%-23.1%，纤维加工生产能耗下降14.9%-16.7%。   2、发明聚烯烃基木塑发泡复合材料制备方法，创新复合材料界面纳米改性技术，攻克聚烯烃基木塑复合材料不易发泡等难题。聚丙烯基竹塑发泡复合材料密度降低23.5%，纤维含量高达45%-60%，静曲强度和弹性模量分别增强23.6%和34.6%，力学性能超过木塑地板和木塑装饰板国家标准指标，单位产品三剩物纤维、塑料消耗量和生产能耗分别减少20.6和15.5%。   3、创新木塑复合材料表面超疏水改性技术，自制纳米二氧化钛/多巴含氟共聚物对复合材料进行改性，材料接触角增至151°±0.51°。制定木塑复合材料氧化诱导时间和氧化诱导温度的测定方法LY/T 2881—2017和木塑门套线LY/T 2714—2016国家林业行业标准。   4、发明三聚氰胺改性树脂胶粘剂和低密度纤维板制备技术，纤维板密度降低17.9%，内结合强度提高13.2%，单位产品木材消耗量和生产能耗分别减少23.0%和35.1%。制定纤维板国家标准GB/T 11718-2021。   5、发明膨胀珍珠岩低密度刨花板制备技术，木竹刨花板密度降低9.2%-15.5%，静曲强度提高23.4%-28.4%，内结合强度提高43.8%-48%，单位产品木竹材消耗量和生产能耗分别降低36.1%-40.1%和26.4%-30.6%。   获发明专利12件，发表论文33篇，其中SCI、EI收录20篇，出版专著1部，制定国家标准1项、林业行业标准2项，培养博硕士研究生11名；在福建省永安林业（集团）股份有限公司等大型企业应用，产品甲醛释放量远低于国标E0级指标，节能、减排、降耗效果显著，新增销售额504953万元；项目总体达国际先进水平，部分技术达国际领先水平，可实现林业三剩物高效利用，提高木竹材加工行业创新能力和国际竞争力，经济、生态和社会效益突出。