竹材的工业化利用

第３６卷第６期　林　业　科　技　Ｖｎ１．３６　Ｎ０．６　２０１　１年Ｉ　１月　ＦｏＲＥＳＴＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ＮＯＶ．　２　０　１　１　文章编号：１００１—９４９９一（２０１１）０６—００５５—０３　竹材的工业化利用　宋孝金　刘晓辉　（福建省林业科学研究院，福州３５００１２）　摘要：简述了以竹材（主要是毛竹）为原料制造竹材人造板、家具和日用竹制品、竹工艺品以及竹材化工产品等四大类　产品的情况，特别提到近年新研发的竹材提金活性炭和竹浆微晶纤维素产品，为竹材的工业化利用提供了参考思路。　关键词：毛竹；竹材；工业化利用　中图分类号：Ｓ　７８１，９　文献标识码：Ｃ　全世界竹子约有７Ｏ多属，１　２００多种，竹林面积　竹材剖成篾后，编成竹席、竹帘，并经干燥、浸胶　２　２００万ｋｍ２，分布在亚洲、大洋洲、南美洲、非洲等　等工序，以纵横交错组坯的竹帘为芯层材料，竹席为　地。我国有３９属，５００余种，竹林面积５２０万ｋｍ：，占　面层材料，热压而成的一种竹材人造板，产品厚度在　世界竹林面积１／４。大面积竹林分布在东西南２０多　１２　ｍｍ以上，是目前竹材人造板的主流产品，主要用　个省，年竹材总产量：毛竹近６亿株，杂竹３００万ｔ。　于建筑模板、包装等行业。上世纪９０年代还开发了　上世纪７０年代以来，我国竹材工业化利用和科研有　覆塑竹席（竹帘）胶合板，用于清水模板。　了很大发展，目前竹材工业化利用主要是制造以下　１．４竹篾积成胶合板（竹材层压板、竹篾层积材）　四大类产品：竹材人造板（包括竹地板）、家具和日用　作为一种单向强度大、刚性好的结构材料，其结　竹制品、竹工艺品以及竹材化工产品，全国已有数千　构类似于重组木。采用一定规格的竹篾片，经干燥、　家各种类型的竹材加工企业，并有众多的科研机构　浸胶、再干燥、组坯、热压、胶合，制成一种竹质人造　和科技人员从事竹材加工利用的研究工作，开发出　板。该产品具有显著的定向性，应用在建筑、车辆制　许多新产品、新工艺、新技术，使我国的竹材工业化　造等领域，是替代木材的良好材料。　利用处于世界先进水平，对促进社会和经济的可持　１．５竹材碎料板（竹材刨花板）　续发展具有重大意义。　竹材碎料板是以野生小杂木、毛竹采伐剩余物、　竹制品、竹质人造板加工剩余物为原料，经辊压、切　１竹材人造板　断、粉碎或经削片、刨片、打磨制成针状竹丝后，再经　干燥、拌胶、铺装成型、热压而制成的一种竹材人造　现有竹材人造板产品达数十种，主要产品有竹　板，产品用途同木质刨花板。目前，科技人员还研发　材胶合板、竹编胶合板、竹材层压板、竹席（竹帘）胶　了一种ＰＦ竹大片刨花板，性能优于竹材碎料板。　合板、竹材纤维板及竹材刨花板等。　１．６竹材纤维板　ｌ－１竹材胶合板　以毛竹、绿竹、麻竹等竹材为原料切成竹片并分　利用竹材自身厚度，经过高温软化、展开，加工　离成纤维，经干燥、施胶、铺装、成型、热压等工序压　成竹片，再经涂胶、组坯、热压，生产出３层结构的板　制成竹质中／高密度纤维板，产品用途同木质中／高　材，厚度ｌ２—１５　ｍｍ。其产品强度高、刚性好、耐磨损，　密度纤维板。　可用于建筑模板、车厢底板。　１．７竹材复合板　１．２竹编胶合板　该类产品是竹材各种形状的构成单元与其他材　竹材经劈篾、编席、涂胶、组坯、热压等一系列工　料复合而成的复合人造板材。目前竹材复合板常见　艺制成的一种竹材人造板。该产品生产工艺简单、竹　有以下几种：（１）竹编复合板。由竹碎料、竹帘、竹席　材利用率高，主要为薄板，全国有百余家企业生产，　铺装胶合而成。（２）竹材碎料胶合板。以高强度的竹　年产量达３０万ｍ。以上，可广泛用于包装、建筑、车　片做面层，用施过胶的竹碎料做芯层，经组坯后一次　辆制造等行业。　或两次热压成型制成。（３）竹木复合板。以木单板作　１．３竹席（竹帘Ｊ胶合板　面层，竹席作芯层胶压而成。（４）竹木复合集装箱底　５６　林业科技　第３６卷　板。表层采用软化、展平竹片或等宽等厚竹片，芯层　为木单板（由南方松及与其性能相当的速生原木旋　切制成），经涂ＰＦ胶、组坯、热压成型。用作国际标准　干货集装箱底板。（５）竹木复合地板。通常为三层，由　面板、芯板、底板组合而成，面板为竹片，芯板、底板　为速生木材（杉木、杨木）制成的板材和单板。　１．８竹材重组材（重组竹）　重组竹是近几年研发的新产品。竹材经截断、剖　条、去青去黄、破篾、辊压（疏解）、炭化、干燥、浸胶、　材，然后用此板方材加工成家具。与传统的圆竹家具　比较，竹材集成材家具具有不开裂、防虫蛀、防霉变　等性能。目前竹集成材家具典型结构有三种：一是以　榫接合为主的传统家具，造型与结构上类似传统的　硬木家具；二是现代板式竹集成材家具；三是造型优　美的竹集成材弯曲家具。　２．２竹菜板、竹茶盘、竹盒等　首先将竹材原料通过截断、剖开、去内节、蒸煮、　漂白、压平、去青去黄、干燥、铣边等工序制成竹片　二次干燥，然后竹篾同纤维方向组坯，再经压制胶合　而成。产品有板材与方材两类，福建省已有多家企业　在开发生产。　１．９竹地板　竹地板是竹材经截断、开条、蒸煮（含三防处　理）、干燥、涂胶、组坯、热压胶合而成的一种竹材人　造板。竹地板有径向竹条胶拼而成的单层地板和弦　向竹条组坯胶合而成的三层地板２种。竹片有时还　需经过调色、漂白或炭化处理，炭化后的竹片由黄白　色变成浅棕色，因此竹地板一般有三种色调：本色、　白色和棕色。竹地板具有以下明显特点：（１）板面光　滑，质感细腻，纹理清晰，材色或素雅或古朴，具有高　雅效果；（２）硬度大、强度高、弹性好、脚感好；（３）传　热效果与硬阔叶材相当，有冬暖夏凉的效果；（４）稳　定性好，不易变形。２０１０年我国竹地板销量达　２　５３０万ｍ２，生产企业有２００家左右，主要在江西、　浙江、福建和安徽等省份。　１．１Ｏ生物质——聚合物复合材料　该类产晶为生物质与聚合物复合形成的复合材　料，最初由木材和塑料复合制成。事实上，生物质除　了木材之外，还包括竹材、灌木、各种草类和农作物　秸秆等。因此，以竹材纤维与热塑性塑料复合而成的　竹塑复合材料也是一种重要的生物质——聚合物复　合材料。竹塑复合材综合＿『竹材与塑料双重优势，产　品具有力学强度好、拉冲击强度高、尺寸稳定性好、　耐磨、耐化学腐蚀、耐虫蛀、防腐朽等优点。竹塑复合　材还可以进行多种机械加工和后期处理，在建筑和　装饰材料、交通运输、园林景观等方面用途广泛。　１．１ｌ其他竹基复合材料　除竹材与木材、竹材与塑料制成竹／木、竹／塑　复合材料外，竹材还可以与陶瓷、炭材料、无纺布等　复合制成各种竹基复合材料。　’　２竹材家具和日用竹制品　２．１竹材集成材家具　首先将竹材加工成一定规格的矩形竹片，竹片　经三防处理、干燥、涂胶、组坯、胶合而成为竹质板方　（必要时竹片还须进行炭化处理），然后根据产品的　结构尺寸，将竹片涂胶、组坯（分径向组坯和弦向组　坯２种）热压成不同规格的板材，再通过机加工生产　出各种类型（径向、弦向）的竹菜板和各种款式的茶　盘、竹盒。　２．３竹质餐具（碗、盘子等）　其工艺过程类似竹菜板，即先将竹材原料加工　成不同规格的板材，然后通过车、铣制成碗、盘等竹　质餐具。　２．４竹材模压制品　竹材原料通过一系列三序形成竹编席，竹编席　经过涂胶（浸胶）处理后在模具中热压，制成各种款　式的碟子、盘子等用具。　２．５竹凉席、麻将席等卧具　各类竹凉席、麻将席生产是消耗毛竹材原料的　一个大类。福建省三明、南平、龙岩等市是竹席的主　要产地，２００８年三市竹席产量分别达到２５２．７万、　１　３１８．６万和１　３１１．６万ｍ２。　３竹工艺品　竹材工艺品除了传统的工艺竹编以外，目前已　出现把中国传统竹工艺艺术与现代加工技术融为一　体的趋势，开发出集欣赏与使用功能有机统一的日　常生活竹工艺品，如工艺竹菜板、竹工艺盒子、竹工　艺办公用品、竹工艺棋盘、竹建筑装饰品等系列竹ｌＴ　艺品，甚至竹子的根经过艺人的精雕细琢，也是一件　件多姿多彩的艺术珍品。　４竹材化工产品　竹材的化学利用，除利用竹材制浆造纸外，主要　还有以下许多领域的利用。　４．１竹纤维　竹纤维主要有竹原纤维、竹浆纤维和竹炭纤维　三大类，它们不但具有吸湿放湿快、透气性好的特　第６期　宋孝金等：竹材的工业化利用　５７　点，而且具有抗菌、抑菌、防异味、抗紫外线等特殊功　能。国内生产厂家（如福建宏远集团有限公司）已开　发出机织、针织面料，产品深受国内外消费者欢迎。　竹原纤维：是将天然的竹材，通过机械、物理方　法和生物技术，去除竹子中的木质素、多戊糖、竹粉、　果胶等杂质，从竹材中直接分离出来的纤维，因而又　称为天然竹纤维或原生竹纤维。　医药、化学等工业中用于溶液的脱色、精制、回收和　竹浆纤维：是以速生竹材为原料，经过人工催　化、提纯，采用水解碱法及多段漂白等多道化学与物　理技术制成竹浆粕，再经粘胶纺丝工艺（或经其他工　艺路线）加工成纤维，因而又称竹浆粘胶纤维、竹材　粘胶纤维。　竹炭纤维：竹炭纤维是在化纤或合成纤维纺丝　过程中，加入竹炭粉末乳浆或竹炭母粒制成的纤维，　它也是一种功能性纤维。目前产品有竹炭粘胶纤维、　竹炭聚酯纤维、竹炭丙纶等。　４．２竹炭　竹炭是利用竹材及加工剩余物进行热解得到的　产物。竹炭的生产作为一个新兴的产业，不仅可大大　提高竹子加工利用率，同时也促进了竹类资源的产　业化开发与提升。竹炭独特的性质和产品的高附加　值，使其开发应用越来越引起业内人士的重视。竹材　热解后形成的竹炭具有较高的孔隙度，其丰富的孔　隙分布特征和高比表面积使其具有良好的吸附特　征，竹炭比表面积可达３６０　ｍ２／ｇ，因此竹炭是可以开　发的优良吸附材料。除了吸附陡能，竹炭还具有电磁　屏蔽效应、负离子效应，通过深入研究竹炭构造与性　能关系，可以开发出更多的功能型竹炭产品。　竹材热解过程同时还产生另一种产物——竹醋　液，也是一种具有多种用途的林化产品。　４．３竹材活性炭　分离，在环保中用于净化用水和废水处理、净化空　气、除去生产中排放的有害气体，防止污染。此外，在　有机合成工业上作为催化剂和载体，在国防科学上　用来防除原子能设施放出的放射性物质。因此，活性　炭已成为国民经济中不可缺少的重要产品。除了木　材、煤可作为活性炭原料外，竹材也可以用于生产活　性炭。福建林科院科技人员以竹节为原料，采用水蒸　气活化法制备提金活性炭，其性能基本符合《提取黄　金用颗粒活性炭》标准Ａ类指标，产品可替代目前　世界各国大多使用的椰壳活性炭，用于黄金工业，具　有很高的实用价值。　４．４竹浆微晶纤维素　微晶纤维素是天然纤维素经稀酸水解至极限聚　合度的固体产物。微晶纤维素广泛应用于医药、皮　革、燃料、涂料等产品中，市场前景广阔。目前，国内　微晶纤维素生产企业均以进口阔叶材纸浆板为原　料，福建林科院新近研究采用竹浆为原料，通过高温　高压新工艺，生产微晶纤维素产品，替代进口阔叶材　浆板，开辟了竹材高效利用的新途径。　参考文献　［１］　韩建．我国竹材人造板发展回顾与展望【Ｊ１．木村工业，２００６，２０　（２）：５２—５５．　［２］　宋孝金，叶忠华，叶友章，等．福建省几种竹材在纤维板工业上的　利用研究ＥＪ３．木材加工机械，２００７，１８（３）：２３—２４．　［３］　张世源．１　纤维及其产品加工【Ｍ］一Ｅ京：中国纺织出版社．２００８．　［４］　吴开金．竹节制备提金活性炭及其表征［Ｊ］＿林业科学，２００９，４５　（１２）：１２４—１２８．　［５］　张晓春，胡迪，蒋省学．竹木复合材料在我国的应用［Ｊ］．中国人　造板，２０１１，２７（２）：３７＿４Ｏ．　第１作者简介：宋孝金（１９４７一），男，福建省林业科学研究　院教授级高级工程师。　收稿日期：２０１１－０７—１８　活性炭是一种用途非常广泛的产品，可在食品、　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂａｍｂｏｏ　ＳＯＮＧ　Ｘｉａｏｊｉｎ　（Ｆｕｊｉａｎ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｚｈｏｕ　３５００１２）　／Ｌｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｆｏｕｒ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｕｓｉｎｇ　ｂａｍｂｏｏ　ｍａｉｎｌｙ　ｒｅｆｅｒｒｅｄ　ｔｏ　ｍｏｓｏ　ｂａｍｂｏｏ　ａｓ　ｒａｗ　＿ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｂａｍｂｏｏ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ，ｂａｍｂｏｏ　ｃｏｍｍｏｄｉｔｙ，ｂａｍｂｏｏ　ａｒｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｂａｍｂｏｏ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｓｐｅｃｉｉｆｃ　ｍｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂａｍｂｏｏ　ｇｏｌｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ａｎｄ　ｂａｍｂｏｏ　ｐｕｌｐ　ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｄｅａｓ　ｏｆ　ｂａｍｂｏｏ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｓｏ　ｂａｍｂｏｏ；Ｂａｍｂｏｏ；Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ