社会力量奖
人工林软质木材改性技术研究与应用
时间:2023-03-17 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:刘君良 柴宇博 吕文华 李彦廷 张玉萍 王小青 孙柏玲
主要完成单位:中国林业科学研究院木材工业研究所 河南省瑞丰木业有限公司
项目起止时间:2003-2014年
获  奖  情  况 :2015年度中国产学研合作创新成果二等奖

本项目属于木材科学与技术学科领域。针对人工林杨木、杉木材质软、密度低,不能直接用于制造实木地板、门窗等高附加值产品的技术难题,本项目发明了高渗透、高活性改性剂制备关键技术,突破了“呼吸式”浸渍处理控制技术,集成创新了人工林软质木材多功能改性一体化技术,创制了人工林改性木材地板和门窗等产品,实现了人工林木材的高附加值利用,对降低我国木材进口的依存度,缓解木材供需矛盾,促进林业可持续发展具有重要意义。主要技术内容如下:

1.高渗透、高活性改性剂制备关键技术

针对传统浸渍树脂改性剂储存期短、渗透性差和甲醛释放量大等技术难题,开发出以1,3-二羟甲基-4,5-二羟基亚乙基脲等为主要成分的高渗透性和高反应活性木材改性剂,实现了从细胞腔填充到细胞壁物质化学交联的细胞水平全方位功能改良,解决了以往改性剂对木材渗透性差和渗透不均匀等技术难题,该改性剂的储存期达30天以上,可重复利用;改性后木材的游离甲醛释放量≤0.3mg/L,达到日本F****级标准,总挥发性有机化合物(TVOC)的释放率仅为0.10 mg/(m2·h)(72h)。

2.“呼吸式”浸渍处理控制技术

从木材微观和超微观结构入手,分析了闭塞纹孔是导致人工林杉木渗透性差、浸注难的原因,提出了满细胞法与空细胞法相互交替作用的“呼吸式”浸渍处理控制技术,使改性剂在木材细胞腔、细胞间隙中反复进出,有效打通木材的渗透通道,实现改性剂对木材的快速、均匀渗透。该方法压力小于0.8 MPa,改性材没有压溃现象,干燥后表面刨削量比国内相同技术减少15%以上。

3.木材多功能改性一体化技术

通过调整以1,3-二羟甲基-4,5-二羟基亚乙基脲为主要成分的木材改性剂的pH值、添加分散剂和阻聚剂,使磷氮系阻燃剂,铜唑类木材防腐剂均匀分散在溶液中,调配出一种集树脂增强、阻燃、防腐等功能为一体的多元复合新型木材改性剂。由于有机树脂对无机阻燃剂、防腐剂的包覆和化学交联作用,解决了单一无机盐类阻燃剂的吸潮、返霜和强度降低等问题;改性木材的天然耐腐性能、阻燃性能分别达到耐腐等级II级、阻燃性能B1级;实现了人工林软质木材多功能改性一体化技术的集成创新。

本项目总体技术达到国内领先水平,获得授权发明专利7件,实用新型专利2件,制定国家和行业标准3项,鉴/认定成果3项,发表论著2部,发表论文26篇,培养研究生12人。

近年来,研究团队已先后与16家企业合作进行该技术成果的推广应用,目前已经建成7条示范生产线,实现直接经济效益10.6亿元,上缴利税8250万元,累计解决劳动力就业1540人,经济效益、社会效益显著。

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