竹材利用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張衛(wèi)東, 陳庭合, 孫曉東

(1.雙牌縣林業(yè)局, 湖南 雙牌 425200； 2.湖南省林業(yè)科學(xué)院, 湖南 長沙 410004)

竹材利用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張衛(wèi)東1, 陳庭合1, 孫曉東2

(1.雙牌縣林業(yè)局, 湖南 雙牌 425200； 2.湖南省林業(yè)科學(xué)院, 湖南 長沙 410004)

通過對竹材利用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出目前竹材利用主要集中在傳統(tǒng)產(chǎn)品上，技術(shù)含量低，產(chǎn)品附加值低，提出未來竹材利用應(yīng)提高科技含量，研發(fā)高附加值產(chǎn)品，響應(yīng)低碳環(huán)保技術(shù)路線。

竹材； 利用； 研究現(xiàn)狀； 趨勢

我國是森林資源貧乏的國家，無論是森林的覆蓋率還是人均占有量都遠(yuǎn)低于世界的平均水平。但我國的竹類資源相對豐富，其面積和產(chǎn)量均居世界首位[1]。竹材是重要的非木材林產(chǎn)品資源，也是我國唯一自然增長的資源[2]。這為竹材加工成各種產(chǎn)品滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們生活的需要提供了有利的條件[3]。我國竹類資源中利用價(jià)值最高的毛竹(Phyllostachyspubescens)產(chǎn)量約占世界的90%，是我國分布面積最大，用途最廣，經(jīng)濟(jì)效益最佳，生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)的竹種，自秦嶺、漢水流域至長江流域以南和臺灣省，黃河流域也有多處栽培。其中福建、浙江、湖南、江西為中心分布區(qū)，毛竹總面積334萬hm2，占全國竹林總面積(約500萬hm2)的70%左右[4]。

二十多年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，竹材利用得到了很大的發(fā)展，尤其是在加工方面，形成了四大類產(chǎn)品： 1．竹工藝品；2．竹建筑及日用竹制品；3．竹子化學(xué)利用產(chǎn)品；4．竹人造板類產(chǎn)品等[5]。雖然我國竹材加工產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，但其主要產(chǎn)品還是集中在傳統(tǒng)加工產(chǎn)品中，新產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，引入高科技力度不夠。本文通過對竹材利用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行論述，提出竹材利用發(fā)展趨勢，為下一步的研究工作提供方向。

1 國外竹材利用研究現(xiàn)狀

亞洲地區(qū)是世界竹資源最豐富的地區(qū)，也就自然成為竹產(chǎn)業(yè)的中心地區(qū)，幾乎所有的相關(guān)竹產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和研究集中在亞洲環(huán)太平洋地區(qū)，總體來說，開展竹產(chǎn)業(yè)研究的主要是中國、日本和印度三國[6]。

竹子作為一種優(yōu)質(zhì)的天然材料，在日本被越來越多地應(yīng)用到建筑、室內(nèi)裝修至制作纖維和衣料等方面[7]。在研究方面主要集中在竹纖維方面，內(nèi)藤篤二等首先論證了竹纖維織物的生產(chǎn)可行性[8]，日本野村產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社于1999年10月向日本國特許廳提交了有關(guān)竹漿粘膠纖維及其織物的專利申請，并于2003年獲得授權(quán)[9]。竹纖維以其獨(dú)特的性能在日本越來越受到歡迎，日本使用竹纖維或者將其與其他纖維混紡，發(fā)揮多彩、抗菌、消臭、吸水速干、光澤好等優(yōu)點(diǎn)，并進(jìn)一步拓展它在更多方面的用途，同時(shí)正在努力開拓國內(nèi)外市場[10]。在竹產(chǎn)業(yè)加工方面，日本學(xué)者對于竹產(chǎn)業(yè)的政策導(dǎo)向?yàn)榘盐站庸ぜ夹g(shù)，研究的主要領(lǐng)域有：提高優(yōu)良竹材的生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)竹材新用途的技術(shù)開發(fā)。例如作為建設(shè)用材的竹板材加工、 利用炭化技術(shù)的竹炭制品加工等[11]。但是日本國土面積有限，竹林面積日益減少，竹材產(chǎn)量逐年降低，每年需向國外引進(jìn)大量的竹材，限制了其產(chǎn)業(yè)加工的發(fā)展。

印度竹資源在世界上僅次于我國[12]，對竹產(chǎn)業(yè)研究也早于我國。早期印度主要將竹材作為造紙的原料，所以研究主要集中在竹材制漿方面[13]，1999年6月，在世界環(huán)境日上，印度總理瓦杰帕依宣布了印度政府開發(fā)竹子的一個(gè)綜合項(xiàng)目，印度政府各有關(guān)部門也為此制定了計(jì)劃和相關(guān)政策，對竹材利用越來越重視，紡織部對竹子手工藝品的關(guān)注，工業(yè)部關(guān)注竹子 的工業(yè)用途，如竹層壓板和造紙，食品加工部關(guān)注剛剛起步的竹筍加工業(yè)，而科技部通過設(shè)在印度東北部竹產(chǎn)區(qū)的試驗(yàn)基地進(jìn)行竹子的研究和開發(fā)，商業(yè)部注重開發(fā)竹產(chǎn)品的出口，主要出口竹工藝品、加工制品和竹筍加工食品[7]，產(chǎn)業(yè)加工才有了起步發(fā)展。

2 國內(nèi)竹材利用研究現(xiàn)狀

我國森林面積由于人為破壞，面積逐漸減少，國家也出臺政策限制森林的砍伐，隨著木材供給量壓力增大，張齊生教授率先提出“以竹代木”乃至“以竹勝木”的構(gòu)想，政府開始給予重視與支持，自此我國竹產(chǎn)業(yè)研究開始蓬勃發(fā)展[6]。竹材與木材相比，在結(jié)構(gòu)形態(tài)、化學(xué)成分和物理力學(xué)性能上差異較大，竹材中空，尖削度大，有竹節(jié)等，給加工帶來很大問題[14]，所以前期的研究工作主要是竹材加工工藝及裝備研究，經(jīng)過竹材加工產(chǎn)業(yè)近二十年來蓬勃發(fā)展，我國竹材加工的新產(chǎn)品、新技術(shù)居世界領(lǐng)先地位[15]。由于竹材的特性影響，導(dǎo)致加工時(shí)出現(xiàn)浪費(fèi)現(xiàn)象[16]，后期的研究工作多集中在提高竹材利用率上，利用竹制品加工剩余物生產(chǎn)刨花板、竹碎粒板生產(chǎn)等能夠極大的提高竹材利用率[17]，重組竹的開發(fā)，尤其是弧形原態(tài)重組竹[18]的發(fā)展為小徑級竹、以及竹材的高效工業(yè)化利用，開辟出一條新的途徑。

3 發(fā)展趨勢

3.1竹纖維的綜合開發(fā)利用研究

竹纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強(qiáng)的耐磨性和良好的染色性等，同時(shí)又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能，是一種天然環(huán)保型綠色纖維[19]。竹纖維在過去主要用于造紙[20]，由于技術(shù)問題的限制，高附加值產(chǎn)品一直沒有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。將竹纖維開發(fā)應(yīng)用于紡織行業(yè)是最近幾年研究的課題，在國內(nèi)已經(jīng)開始小規(guī)模的生產(chǎn)。竹材制取竹漿粕，竹漿粕制備竹紡織纖維大量使用化學(xué)藥品，對環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響，尤其是制備竹漿粕時(shí)產(chǎn)生的大量黑液[21]，不能直接排入環(huán)境中，需經(jīng)過處理后才能進(jìn)行排放，這樣增加了生產(chǎn)成本，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)受到了制約，也是下一步需要研究的重要問題。

同時(shí)研究高附加值天然竹纖維復(fù)合材料[22]，重點(diǎn)研究產(chǎn)品成型工藝，確定最佳助劑、物料比、成型壓力和溫度等工藝參數(shù)，提高產(chǎn)品性能，開展復(fù)合材料成型設(shè)備選型與設(shè)計(jì)研究；努力提高竹材利用附加值，優(yōu)化利用途徑。

3.2新型生物質(zhì)復(fù)合材料開發(fā)利用研究

竹材是力學(xué)性能最優(yōu)的生物質(zhì)材料之一，其徑向變異性十分顯著，外側(cè)竹材的力學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于內(nèi)側(cè)竹材。需要采用分級方法，提高材料的均勻性。竹桿經(jīng)破條，可制成竹條。竹條沿徑向采用開片方法，可制成竹篾。竹篾分為A、B、C、D四級，其中A級竹材稱為竹青片，D級竹材稱為竹黃片[23]。由一二級竹青板制成的分級竹青層積材復(fù)合材料，其物理力學(xué)性能均達(dá)到或超過目前國外風(fēng)電葉片在用的常規(guī)木材/環(huán)氧層積材的特性，完全能夠替代目前大量使用的玻璃鋼葉片材料[24]。由于分級竹青層性能優(yōu)良，可利用我國竹材加工優(yōu)勢，制備性能更優(yōu)良的竹基增強(qiáng)復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)品升級，應(yīng)用于建筑模板，集裝箱底板等，為材料領(lǐng)域增添一種新型的生物質(zhì)復(fù)合材料。

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(責(zé)任編輯：張 珉)

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