17thIPPS 探討人造板業(yè)前景

上圖 IPPS 的 生 物復(fù) 合 材 料 中 心(BioComposites Centre)團(tuán)隊(duì)正在慶祝該中心成立30 周年。

2019 年的人造板國(guó)際研討會(huì)(17thIPPS)和研討會(huì)組織者， 生物復(fù)合材料中心(BioComposites Centre，BC)30 周年慶在威爾士舉行，70 位代表出席。17 年來(lái)，IPPS 發(fā)表了600 篇關(guān)于木質(zhì)人造板的論文。

原料前景

主旨發(fā)言人Indufor Asia Pacific Ltd 公司的Marcel Vroege 發(fā)表了關(guān)于全球人造板行業(yè)原料來(lái)源的概論。Vroege 認(rèn)為，今后幾年人造板行業(yè)面臨著一些重要的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，行業(yè)發(fā)展很快。LVL 和其他工程木材產(chǎn)品的增產(chǎn)使木材的需求大增。目前，全球人造板行業(yè)用掉相當(dāng)于 9 億m3原木的木材。要不要翻一番？那是不可能的。現(xiàn)在，全球林產(chǎn)品，包括造紙用掉20 億m3的木纖維。將來(lái)越來(lái)越多的纖維將來(lái)自人工林，但種植人工林沒(méi)有足夠的土地，對(duì)可耕種莊稼的良好土地的需求隨人口增長(zhǎng)而越來(lái)越大。木材的新需求也不斷出現(xiàn)，其一是生物能源，估計(jì)木屑?jí)K燃料的年產(chǎn)量已達(dá)4 000萬(wàn)t，2038 年將達(dá)6 000 萬(wàn)t。大型木結(jié)構(gòu)建筑大量使用交叉層積材(CLT)等木材產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)也使木材需求增長(zhǎng)。各種自然災(zāi)害如森林火災(zāi)、嚴(yán)重蟲害等還使森林遭到破壞。因此，原料前景是一大挑戰(zhàn)。我們需要開拓更好地利用纖維的途徑，以更少的纖維發(fā)揮更大的作用，需要延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命周期和開展循環(huán)利用。

BC 的Graham Ormondroyd 也論及原料前景。生物量能源和生物基化工部門都成了木材利用的競(jìng)爭(zhēng)者。目前，有60%的木材剩余物，約300 萬(wàn)t 用于生物能源。木質(zhì)人造板業(yè)被擠到只用了木材總用量的10%。

揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的監(jiān)管

多位發(fā)言人論及VOC 釋放。Thünen 研究所的Martin Ohlmeyer 說(shuō)，在室內(nèi)影響人體健康的因素中，VOC 的影響最小，并且正在進(jìn)行監(jiān)管。德國(guó)和法國(guó)的規(guī)章不同，德國(guó)國(guó)內(nèi)不同地區(qū)也有差異，希望能有一個(gè)協(xié)調(diào)一致的歐洲VOC 標(biāo)準(zhǔn)。Ohlmeyer 指出，室內(nèi)溫度和氣候?qū)OC 的影響被忽視了。研究表明，VOC 釋放，夏季增加而冬季減少，室溫的影響顯著，不同材料間的相互作用也有影響。

Thünen 的另一發(fā)言人Friederike Mennicke介紹了木質(zhì)人造板VOC 釋放的快速試驗(yàn)方法。DIN EN 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法需28 天，新方法較為快速有效，但對(duì)VOC 的二次釋放(secondary VOC emissions)的測(cè)定還有待進(jìn)一步研究。

生物膠粘劑

出于環(huán)境和健康的考慮，以天然生物膠粘劑代替合成膠粘劑，特別是甲醛基膠粘劑越來(lái)越受到關(guān)注。智利Arauco 的Bruno Gorrini 介紹了輻射松單寧和納米纖維素用于木質(zhì)人造板膠粘劑的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)表明，生物膠粘劑達(dá)到了市場(chǎng)上的酚醛和甲醛基膠粘劑相似的性能，成本相近或更低。添加檸檬酸可促進(jìn)單寧與交聯(lián)成分間的相互作用，增加固體含量，板材的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度可滿足歐洲規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。利用純一化纖維素纖維(homogenized cellulose fibres，H-CNF)和磨碎的纖維素納米纖維(ground cellulose nanofibres，G-CNF)增強(qiáng)UF 樹脂，可降低刨花板樹脂用量10%～20%。在UF 中加入1wt%GCNF，可改進(jìn)MDF 的加壓時(shí)間。Gorrini 相信，將來(lái)會(huì)有很多公司使用環(huán)境友好的膠粘劑。

BC 的Dave Preskett 發(fā)言重點(diǎn)是英國(guó)產(chǎn)云杉單寧的利用。此材料代替了20%的酚醛，用于生產(chǎn)7 層，10.5 mm 厚的樺木膠合板，膠合強(qiáng)度有提高。生物酚醛在其他領(lǐng)域也有應(yīng)用前景。

波爾圖(Porto)大學(xué)的Magda Dias 報(bào)告了用石蠟改進(jìn)刨花板和MDF 的耐水性的試驗(yàn)，結(jié)果表明，添加石蠟是改進(jìn)刨花板耐水性的最有效方法。

上圖 自1997 年第一次會(huì)議 以 來(lái)，IPPS( 人造板國(guó)際研討會(huì))首次回到蘭迪德諾 (L l a n d u d n o)的帝國(guó)飯店(The Imperial)。

創(chuàng)新和研究

MEDITE SMARTPLY 的David Murray 論述了人造板行業(yè)創(chuàng)新的重要性，并介紹了該公司的增值產(chǎn)品如具有綜合蒸氣控制和空氣阻隔(vapour control and air barrier) 性能的Ultima OSB4 和Propassiv OSB，以及MEDITE TRICOYA EXTREME 改性MDF。公司面臨的重大問(wèn)題是防火。該公司的產(chǎn)品有阻燃優(yōu)勢(shì)，不但板面，而且板材整體都有阻燃性能。

RFI Ddirect 報(bào)道的一項(xiàng)創(chuàng)新是將射頻識(shí)別技 術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID) 應(yīng)用于木材工業(yè)。其RFID Smart Wood 計(jì)劃開發(fā)的專利芯片組可進(jìn)行獨(dú)特的單個(gè)項(xiàng)目水平的識(shí)別，克服了木材性質(zhì)對(duì)植入RFID 標(biāo)簽的不利作用。此項(xiàng)技術(shù)不需人工干預(yù)，自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行質(zhì)量控制和產(chǎn)品的逆向跟蹤，為工業(yè)4.0數(shù)字化工廠的推行創(chuàng)造了有利條件。

Dresden 技術(shù)大學(xué)報(bào)道了不施膠紙質(zhì)蜂窩狀芯部結(jié)構(gòu)環(huán)境友好輕質(zhì)板材的研究，結(jié)果顯示，板材不僅有環(huán)境效益，力學(xué)性能也有改進(jìn)，正與合作者一起開發(fā)芯層批量生產(chǎn)設(shè)備。

BC 的Morwenna Spear 博士報(bào)告了木質(zhì)人造板對(duì)減少溫室氣體貢獻(xiàn)的研究。用不同材料制作不同房屋的試驗(yàn)表明，用木框架結(jié)構(gòu)代替石材可減少可接觸到的碳。在木結(jié)構(gòu)住宅中，人造板含有被儲(chǔ)存的碳的27%，而在木結(jié)構(gòu)的公寓大樓中，可達(dá)40%，就是說(shuō)后者有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。Spear 還指出，環(huán)境產(chǎn)品公告(Environmental Product Declarations，EPDs) 是很重要的，其數(shù)據(jù)將用于建筑設(shè)計(jì)和決策過(guò)程。

標(biāo)準(zhǔn)

在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，木甲板和墻板協(xié)會(huì)(Timber Decking & Cladding Association，

TDCA)的Janet Sycamore 發(fā)表了一個(gè)對(duì)英國(guó)木塑復(fù)合材料(WPC)市場(chǎng)的觀察。由于產(chǎn)品的耐久性、維護(hù)簡(jiǎn)單和不褪色，這個(gè)市場(chǎng)近年走熱。在市場(chǎng)開發(fā)初期，產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題。有鑒于產(chǎn)品的流行，TDCA 制定了一個(gè)WPC質(zhì)量方案，以保證產(chǎn)品符合預(yù)期性能。申請(qǐng)產(chǎn)品合格證需要通過(guò)一系列試驗(yàn)。

Jerry Quayle 論述了防火問(wèn)題。他指出，防火與人造板業(yè)密切相關(guān)，但目前直接可用于木質(zhì)人造板的防火標(biāo)準(zhǔn)還很少。2017 年的Grenfell Tower 大火使可燃產(chǎn)品受到全世界的關(guān)注。護(hù)墻板、復(fù)合塑料防火門的規(guī)章做了一些修改。關(guān)于產(chǎn)品的防火性能和阻燃劑的研究開發(fā)取得了一些進(jìn)展。

最后發(fā)言的法國(guó)Ecole Superieur du Bois 的Mark Irle 論述了廢棄MDF 的回收利用。2018 年全球廢棄MDF 估計(jì)有5 500 萬(wàn)m3(年總產(chǎn)量1 億m3)，是一項(xiàng)巨大的資源。關(guān)于廢棄MDF 與農(nóng)業(yè)剩余物配合利用的研究項(xiàng)目正在進(jìn)行。