“科研成果的终极目标是推广、应用和转化,而非成为无人问津的废纸堆,因此结合行业需求开展应用研究是我们的责任。”中国林业科学研究院木材工业研究所(以下简称中国林科院木工所)木材加工首席专家于文吉研究员接受采访时如此说。在推广应用的艰辛之途,他带领其创新团队进行了长期而较为有效的尝试与实践。
首次合作
2001年,中国林科院木工所在科技部“863”项目的支持下,开展了利用农业剩余物制造人造板的技术研究与开发,并形成了系列成套的工艺技术,如环保型葵花秸秆人造板制造工艺技术、麦秸中密度纤维板生产工艺技术、竹材/稻草(稻壳)复合制造人造板技术、废弃木质材料再生循环利用技术、无醛胶合板、实木复合地板及细木工板制造工艺技术、竹材高效利用系列生产技术、竹木复合生产集装箱底板和水泥模板生产技术、无甲醛竹材装饰材和集成材生产技术、小杂竹制造结构用材料技术。研制成功了环保型豆基蛋白胶黏剂和无甲醛胶粘剂调配与应用技术,与人造板机械厂合作开发了专用成套生产设备。采用上述技术生产的人造板材均达到了国家相关标准的要求,可以广泛地应用于包装、家具、装修装潢领域,这不仅可以缓解部分人造板企业原材料供应不足的矛盾,还可降低企业生产成本。
谈到农林剩余物的加工利用,于文吉侃侃而谈。他回忆起了首次与山东同森木业有限公司的合作经历。那是2001年,同森木业的老板在国家图书馆看到《中国人造板》杂志上刊登的“竹材/稻草(稻壳)复合制造人造板技术”文章,顺着信息找上门来,要求提供技术建设一条麦秸人造板生产线。当时于文吉想:实验室虽然成功了,但毕竟未真正应用于生产。所以他对老板说:“如果投产,这可是国内第一条麦秸板生产线啊,有很多风险,你好不容易赚的辛苦钱赔进去血本无归怎么办?我可不愿看到这种现象。”但老板说:“没关系,我考虑清楚了,也相信国家科研院所的技术与实力。”
山东同森木业有限公司地处淄博,周围原有一家造纸厂,每年可消耗麦秸20多万吨。后因南水北调工程工厂被关,大量麦秸没了出路,农民也没了收入,火烧麦秸又造成环境污染。所以当地区政府和淄博市政府得知有这样好的技术时,坚决支持。由此,木工所开始了与山东同森木业有限公司的长期合作,直至现在。目前,公司已成为木工所863项目的长期实验基地,专家们也为公司提供长期的技术支持。“十一五”期间,同森木业参与了木工所承担的科技部重大科技支撑项目课题“农林剩余物制造绿色建材的新产品开发”。
成果推广
于文吉说,在下面做实验开展推广应用不是一件容易的事,说句老实话,很累。出去进行技术指导以及生产线建设,一般都是从早上6点到晚上12点,18个小时,连续好多天,像他一般每次至少是一个星期或半个月,而他的研究生一待就是一、二个月。因为工厂的机器开起来,不能停,否则,损失很大。做实验也是,一定得有连续性。
他谈起了在四川进行竹材产业化实验时的一件事。记得那天天气很好,他们高兴地把实验用的竹材晒在室外,但到中午突然下雨了。他和四个研究生迅即放下饭碗,全力“抢救”4吨多已经浸渍好胶黏剂的竹材,手上被竹刺扎了都不知道,直到后来手指肿了才知。工人们被感动了,纷纷出来帮忙搬运,当把竹材搬完时,饭菜早已凉了。
于文吉说,现在他们的秸秆人造板生产技术和竹材高效加工利用技术主要在四川和山东推广应用。从指导企业建厂、设备选型、工艺调整,到生产线建设全过程以及后续生产都参与,直至企业把产品生产出来,达到国家质量标准,专家们才放心。这过程很复杂,中间有很多工作要做,几天都说不完。譬如说,有一次进行气流铺装工艺试验,因为秸杆密度与木材不一样,需要经过反复的几十次的试验,最终才能达到比较理想的效果。如脱模试验,喷脱模剂喷多少合适,有时理论上明明成立,但到实际中还是不行,所以要不断地探索改变试验方法、原料配比等。弄得参与试验的研究人员和生产厂商有时都感到头疼,不免有些灰心,但又不愿轻易放弃,这时大家只好静下心来,认真地交流和讨论,继续一次又一次的试验。成功了,心里会喜滋滋的:“看,就是行吧!”
每次成果推广几乎都会遇到这样那样的问题。不过,虽然辛苦,虽然累,却让人觉得很有成就感。
目前研究
目前,于文吉和他的创新团队在竹材应用领域的研究取得了突破性的进展。在无甲醛竹材装修材料的研究领域,采用异氰酸酯胶合竹材生产无甲醛竹材集成材获得了2项国家专利。通过特殊的施胶工艺和施胶方法,采用异氰酸酯为胶黏剂胶合竹材,其成本与普通甲醛类树脂相比基本持平或略有增加,但其产品的耐水性能明显增强并且具有无甲醛释放的特点,所有物理力学性能指标均能达到或超过胶合板以及集成材国家标准要求,市场前景十分广阔。
在小径竹材大规模工业化利用方面也取得了突破性的进展,在竹青竹黄胶合技术、竹材纤维化单板制造技术、竹材纤维可控分离技术以及高强度竹基纤维复合材料制造技术研究方面均有突破,并获得了10多项国家专利,申请了2项国际专利,再次获得了科技部“863”项目近500万元科研经费的资助,目前该领域的研究已居世界领先水平。
于文吉说,搞了半天应用研究,如果成果没人用,说明其成果没有价值,至少可以说在短期内没有应用价值。反之,马上有人用,甚至有人急不可耐地找上门来,这是令人高兴的事,也是我们科研工作的价值所在。他说,任何人精力都有限,所以在科研工作中在不同阶段一定要有主攻方向,要团结一切可团结的力量,劲往一处使,才有可能出成果,为国家经济建设和社会发展服务。千万不可四面撒网,孤军奋战。
当今他们的奋斗目标仍然是:了解行业、企业需求,在应用研究和推广中发现基础问题,通过解决基础问题促进应用开发,让应用技术研究焕发出强大的生命力。
附:于文吉简介
于文吉,研究员,博士研究生指导教师,木工所人造板与胶黏剂研究室主任。科技部“863”计划评审专家组成员,科技部中小企业创新基金评审专家。中国林学会木工分会、林业生物质材料分会常务理事,人造板与胶黏剂研究会会长。全国竹藤标准化技术委员会委员,中国木材标准化委员会技术委员。
作为主要参加人的“竹质工程材料制造关键技术研究与示范”获国家科技进步一等奖,“稻/麦秸秆人造板制造技术与产业化”获国家科技进步二等奖。2006年被评为全国优秀林业科技工作者,曾获首届茅以升木材科学教育奖学金、首届中国林业学术大会优秀论文一等奖。
“十五”期间承担和主持科技部863项目“木材/农业剩余物纤维复合材料制造技术”、科技部重大基础研究项目课题“973”项目“秸秆木质素半纤维素高值化利用”、国家科技攻关项目和国家林业局“948”项目等10余项研究课题。
“十一五”期间作为课题负责人承担科技部重大项目课题“农林剩余物制造绿色建材新产品开发”、重点项目“竹增强复合材料制备关键技术研究”、国家林业局948重大专项“竹木重组复合材料制造技术”等多项课题。率领创新团队在我国竹材加工研究领域获得重大突破,最新开发的竹基纤维复合材料制造技术可以在不去竹青竹黄的条件下,通过微创点裂、复合增强以及纤维化单板等技术的实施制造出高性能的结构和装饰用材料,竹材利用率可达95%以上。