環(huán)保型秸稈人造板的研究與展望

趙東洋，楊 煜，陳 峰，夏興華

（1.遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院木材工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110100；2.臺(tái)州學(xué)院藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

第九次全國(guó)森林資源清查結(jié)果顯示，我國(guó)人均森林蓄積不到世界平均水平的1/6。改革開放以來(lái)，我國(guó)木材消費(fèi)每年以約10% 的速度增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)木材生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求[1-2]。近年來(lái)，我國(guó)已成為世界人造板生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)，2020 年我國(guó)人造板總產(chǎn)量3.1101 億m3，木材資源需求量巨大，仍需探索可以替代木材的生物質(zhì)材料來(lái)緩解森林資源壓力[3-4]。作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)每年產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈約8.65 億t，而原料化利用率僅為2.47%，大量的農(nóng)作物秸稈被焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染[5-6]。秸稈人造板產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，在保障生態(tài)安全、促進(jìn)農(nóng)民就業(yè)、帶動(dòng)農(nóng)民增收、推動(dòng) “雙碳” 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)等方面發(fā)揮著非常特殊和重要的作用[7-8]。此外，傳統(tǒng)醛類膠粘劑是產(chǎn)生以游離甲醛為主的高毒性VOCs 釋放量的最主要來(lái)源，隨著我國(guó)對(duì) “無(wú)醛” 膠黏劑生產(chǎn)技術(shù)要求的日益增加，“無(wú)醛” 膠黏劑的技術(shù)研發(fā)及推廣已引起行業(yè)及相關(guān)高校院所、企業(yè)的高度重視。

1 環(huán)保型秸稈人造板的研究進(jìn)展

無(wú)醛秸稈人造板是在傳統(tǒng)秸稈人造板生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上不添加含有甲醛成分的膠黏劑或其他添加劑，或采用一定手段代替膠粘劑來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)膠膠合機(jī)理而制備的板材，亦可稱為環(huán)保型秸稈人造板。

國(guó)外秸稈人造板興起于20 世紀(jì)初，到20 世紀(jì)40 年代，美國(guó)和歐洲科學(xué)家以甘蔗渣及麻稈等為原料制備秸稈人造板[9]。1948 年，比利時(shí)在麻稈刨花板研究中取得突破性成果，隨后，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家相繼研究了稻草、甘蔗渣、棉桿等秸稈人造板[10]。1970 年，“非木質(zhì)人造板學(xué)術(shù)討論會(huì)” 的召開，為秸稈人造板指定了研究方向，此后，相關(guān)研究人員圍繞玉米秸稈和棉稈人造板制品展開了系統(tǒng)的研究[11]。20 世紀(jì)90 年代初期，北美與歐洲已形成大型麥秸人造板生產(chǎn)線[12]。

我國(guó)秸稈人造板起始于20 世紀(jì)50 年代末，到20 世紀(jì)70 年代，中國(guó)林科院、東北林業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、黑龍江省木材科學(xué)研究所等單位開展了秸稈人造板的研究，到80 年代初，我國(guó)興建了多家秸稈人造板生產(chǎn)企業(yè)，但由于工藝不成熟和設(shè)備落后，最終被迫停產(chǎn)。直到20 世紀(jì)90 年代，通過借鑒國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)秸稈人造板技術(shù)迅速發(fā)展，研究方向主要集中在稻草中密度板、麥秸纖維板、水泥/麥秸刨花板、麥秸與塑料復(fù)合人造板等方面，麥秸、稻秸等人造板的研究開發(fā)也從實(shí)驗(yàn)室成功轉(zhuǎn)向生產(chǎn)實(shí)踐[13-14]。

進(jìn)入21 世紀(jì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在上個(gè)世紀(jì)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索界面膠合機(jī)理、無(wú)膠膠合機(jī)理、秸稈預(yù)處理等技術(shù)領(lǐng)域，以改善秸稈人造板的制備工藝和應(yīng)用需求，并在各個(gè)領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展和成果。

1.1 界面膠合機(jī)理

秸稈表面存在蠟質(zhì)及硅質(zhì)層，膠粘劑難以滲透至秸稈內(nèi)部，秸稈表面潤(rùn)濕性差，難以形成 “膠釘”，影響秸稈纖維的界面膠合性能，致使秸稈人造板的制備出現(xiàn)施膠不均、成本高、生產(chǎn)效率低、制品理化性能差等難題。此外，秸稈表面存在的非極性灰分與極性醛類膠黏劑之間形成嚴(yán)重的弱界面層，不利于界面膠合。異氰酸酯膠黏劑易與秸稈中的羥基反應(yīng)，并生成牢固的化學(xué)鍵，提高秸稈纖維間的膠合強(qiáng)度，異氰酸酯膠黏劑中不含有醛類物質(zhì)，徹底排除了游離甲醛的隱患[15]。

鑒于國(guó)外研究學(xué)者在20 世紀(jì)90 年代后期使用異氰酸酯生產(chǎn)麥秸板而取得的成功經(jīng)驗(yàn)，張洋等[16]于21世紀(jì)初采用UF/ MDI 混合膠黏劑生產(chǎn)麥秸板。然而，由于醛類膠粘劑的加入，秸稈人造板仍有游離甲醛存在，相關(guān)學(xué)者在混合膠黏劑研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入，并取得了一定的研究進(jìn)展。易順民等[17]采用異氰酸酯膠粘劑制備麥秸板，板材的物理性能完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。時(shí)君友等[18]以改性水性高分子異氰酸酯膠粘劑制備稻秸板，板材的各項(xiàng)理化性能均能達(dá)到GB/T 4897.3-2003 的標(biāo)準(zhǔn)。Sitz 等[19]采用異氰酸酯膠黏劑制備低密度秸稈纖維板，板材的剛度和強(qiáng)度沒有變化，但耐水性、內(nèi)粘結(jié)強(qiáng)度等有較大變化。王芳等[20]以異氰酸酯為膠黏劑制備吸聲保溫玉米秸稈穰板，板材的吸聲性能達(dá)到GB/T 16731-1997 的Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，壓縮強(qiáng)度滿足GB/T 25975-2010 的要求，板材的保溫性能良好。

然而，異氰酸酯膠粘劑的使用存在一些弊端，如施膠不均、板坯塌邊、脫模、清洗和防護(hù)困難等問題[21]。此外，肖俊華等[22]發(fā)現(xiàn)，異氰酸酯膠黏劑會(huì)與水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，影響秸稈纖維間的膠合強(qiáng)度。更為嚴(yán)重的是，采用異氰酸酯膠粘劑制備的板材燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫氣，存在巨大的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)[23-26]。

1.2 無(wú)膠膠合機(jī)理

無(wú)膠膠合機(jī)理是通過一定的處理使秸稈纖維發(fā)生改變，產(chǎn)生類似于膠粘劑的物質(zhì)，以替代脲醛樹脂和異氰酸酯膠粘劑來(lái)制備秸稈人造板。2021 年，肖力光等[27]對(duì)無(wú)膠膠合技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，主要分為堿溶液活化、酸催化縮聚、自由基引發(fā)、氧化結(jié)合、酶活化處理、天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方式。此外，沈仁杰等[28]于2022 年對(duì)大豆蛋白、淀粉、熱塑性樹脂、木質(zhì)素膠黏劑等無(wú)醛膠粘劑進(jìn)行了總結(jié)，為無(wú)膠秸稈人造板的進(jìn)一步研究和發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

早在1939 年，Ernst[29]就獲得了無(wú)膠人造板的專利，直到1986 年，我國(guó)自主研制了無(wú)膠膠合技術(shù)，蔡祖善等[30]在甘蔗渣中加入適量催化劑并干燥，采用熱壓工藝制備人造板，板材的性能完全符合要求。20 世紀(jì)以來(lái)，東北林業(yè)大學(xué)[31-32]圍繞麥秸稈的無(wú)膠膠合技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，確定了工藝參數(shù)，為無(wú)膠秸稈人造板的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

到21 世紀(jì)，張亞卓等[33]采用漆酶水浴與干法處理方法制備無(wú)膠麥秸板，板材的各項(xiàng)物理性能較佳。黃莉莉[34]以玉米和油菜秸稈為原材料，采用濕法工藝制備無(wú)膠秸稈板，最佳工藝參數(shù)為熱壓溫度150℃，熱壓壓力為6.5 MPa。吳磊[35]采用自由基引入法來(lái)制備無(wú)膠麥秸板，板材的核心力學(xué)強(qiáng)度均超過GB/T 9341-2008 的要求。吳義強(qiáng)等[36]采用反應(yīng)型硅酸鹽膠黏劑制備秸稈板，板材的力學(xué)性能較佳。Zhu 等[37]在硅酸鹽膠黏劑中加入納米蒙脫土，板材的耐水性顯著提高。符彬等[38]采用氯化鎂膠黏劑制備麥秸板，板材的強(qiáng)度超過了國(guó)家麥秸板和水泥刨花板的標(biāo)準(zhǔn)。楊輝等[39]采用自制氧化交聯(lián)聚乙烯醇膠粘劑制備新型無(wú)醛麥秸板，板材的各項(xiàng)性能均超過GB/T 201723-2008 標(biāo)準(zhǔn)要求。

賈翀等[40]采用大豆膠粘劑制備稻秸板，板材的各項(xiàng)性能較佳。劉笑航等[41]采用改性豆粕膠黏劑制備低密度耐水型秸稈板，板材的靜曲強(qiáng)度為1.47 MPa，符合LY/T1718-2007 輕質(zhì)纖維板標(biāo)準(zhǔn)。侯人鸞等[42]采用氧化玉米淀粉膠粘劑制備稻秸板，板材的抗壓強(qiáng)度隨著施膠量的增加而降低。劉德軍等[43]采用無(wú)機(jī)和有機(jī)膠凝材料混合制成膠黏劑制備無(wú)醛無(wú)毒防火玉米秸板，板材的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中密度纖維板的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。王金明等[44]采用大豆膠粘劑制備稻秸板，板材的各項(xiàng)理化性能均能達(dá)到GB/T 21723-2008 的標(biāo)準(zhǔn)。Zhang 等[45]采用響應(yīng)面法對(duì)大豆基膠粘劑生產(chǎn)蘆葦秸板的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，在優(yōu)化條件下，板材的吸水厚度膨脹率和力學(xué)性能均滿足P6 型刨花板的要求。

丹寧和木質(zhì)素屬酚類化合物，可作為酚醛樹脂膠粘劑的替代物，但目前在秸稈人造板制備方面鮮有相關(guān)研究。

早在20 世紀(jì)90 年代，盧曉寧[46]就提出適用于單寧刨花板的三段降壓方式，熱壓溫度170～190℃，熱壓時(shí)間10～20 min。直至2020 年，Chen 等[47]在國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，采用硝酸和單寧代替?zhèn)鹘y(tǒng)脲醛樹脂膠粘劑作為添加單元，來(lái)制備無(wú)醛刨花板，結(jié)果表明，當(dāng)硝酸/刨花質(zhì)量比為20/80，單寧濃度為50%，熱壓溫度為135℃時(shí)，所制備的板材靜曲強(qiáng)度、表面結(jié)合強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)合強(qiáng)度以及2h 吸水厚度膨脹率均優(yōu)于脲醛樹脂膠粘劑制備的板材；更為重要的是，該課題組為硝酸/丹寧在無(wú)醛人造板研究領(lǐng)域中的應(yīng)用開創(chuàng)了先河，雖然原材料采用的是木質(zhì)刨花，但是對(duì)于硝酸/丹寧在秸稈人造板中的研究而言，卻是提供了重要的工藝參數(shù)，拓寬了無(wú)醛秸稈人造板的研究領(lǐng)域，響應(yīng)了 “碳達(dá)峰、碳中和” 標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，極具參考價(jià)值。

Bhm 等[48]證實(shí)了木質(zhì)素磺酸鈉改性膠黏劑可以成功地用于油菜秸板的制備。Zhang 等[49]采用共改性木質(zhì)素來(lái)制備無(wú)膠秸稈中密度纖維板，板材的各項(xiàng)性能完全符合中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11718-2009 和歐盟國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BS EN 622-5-2009 的要求。Radabutra 等[50]驗(yàn)證了預(yù)硫化天然橡膠和Si-69 偶聯(lián)劑制備稻秸板的可行性。Wang 等[51]采用制漿廢水改善無(wú)膠稻秸稈纖維板的性能，采用190°C 熱壓溫度制備的板材具有優(yōu)異的強(qiáng)度和耐水性，在商業(yè)裝飾和包裝應(yīng)用中具有巨大的潛力。廖添文[52]研制的環(huán)保型高強(qiáng)度草類纖維板，除靜曲強(qiáng)度稍有降低，其它指標(biāo)均超出中密度纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，且未發(fā)現(xiàn)游離甲醛。

Ismail 課題組在2018 年提出，綜合利用稻秸稈和塑料這兩大類資源豐富且環(huán)境污染嚴(yán)重的廢棄物來(lái)制備稻秸板，以緩解木材需求壓力，改善生態(tài)環(huán)境；同年，研制了符合印尼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的稻秸板，并提出了MOR、MOE 和ρ 與環(huán)氧樹脂成分的指數(shù)函數(shù)；次年，提出了稻秸稈與聚丙烯重量比為60：40這一重要實(shí)驗(yàn)參數(shù)；2020 年，提出稻秸稈目數(shù)對(duì)秸稈板的物理性能起到至關(guān)重要的作用；2021 年，發(fā)現(xiàn)稻秸稈復(fù)合板材的熱導(dǎo)率隨著厚度膨脹的增加而降低[53-58]。

1.3 秸稈預(yù)處理

秸稈預(yù)處理是指在制備秸稈人造板前，采用物理、化學(xué)、微生物等方式對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理，以消除雜質(zhì)、活化羥基，進(jìn)而提高秸稈纖維與膠粘劑間的膠合性能，改善秸稈人造板的物理力學(xué)性能。

在21 世紀(jì)初，Han[59]等圍繞不同蒸煮條件對(duì)葦稈、麥秸纖維板性能的影響展開研究，研究結(jié)果表明蒸煮工藝可以改善稻草的潤(rùn)濕性。Zhang 等[60]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過酶制劑處理后的麥秸作原料所制備的麥秸板具有良好的膠合性能。

隨著研究的進(jìn)一步深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在蒸汽預(yù)處理、堿性預(yù)處理、濕熱預(yù)處理等領(lǐng)域取得進(jìn)展。Soroushian 等[61]的研究發(fā)現(xiàn)，飽和石灰水可去除秸稈表面蠟質(zhì)成分，可提高秸稈人造板生產(chǎn)效率。張峰等[62]發(fā)現(xiàn)，NaOH 預(yù)處理對(duì)玉米秸稈表面潤(rùn)濕性改善最佳，HCL、熱水等預(yù)處理方式均能改善玉米秸板的力學(xué)強(qiáng)度。靳璇等[63]采用濕熱法、偶聯(lián)劑表面化學(xué)改性對(duì)稻秸稈進(jìn)行預(yù)處理，板材的吸水厚度膨脹率、沖擊強(qiáng)度等性能均有所改善。袁苗苗[64]的研究表明，離子液體材料可有效改善離子液體型無(wú)膠生物質(zhì)板的尺寸穩(wěn)定性和阻燃性，有效防止板材出現(xiàn)塌陷和破壞的現(xiàn)象，板材的拉伸強(qiáng)度提高到14.8 MPa，彎曲強(qiáng)度提高到8.5 MPa。馮彥洪等[65]采用連續(xù)式螺桿蒸汽爆破對(duì)稻秸稈進(jìn)行預(yù)處理，制備無(wú)膠稻秸板，板材的靜曲強(qiáng)度提高了142.02 %，彈性模量提高了196.78 %，2 h 吸水厚度膨脹率為39.32 %。Tupciauskas 等[66]采用非催化蒸汽爆炸方法對(duì)大麻和麥草秸稈進(jìn)行預(yù)處理，板材的彈性模量有所改善。Ysaito[67]發(fā)現(xiàn)，40 分鐘以上的熱處理時(shí)間可增強(qiáng)稻秸板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。Sejati 等[68]以沸水浸泡為預(yù)處理方式、檸檬酸和蔗糖為膠粘劑制備稻秸板，1 小時(shí)沸水預(yù)處理?xiàng)l件下的板材斷裂模量和內(nèi)部粘合滿足JIS 5908（2003）要求。

2 環(huán)保型秸稈人造板的應(yīng)用進(jìn)展

2.1 家具領(lǐng)域

秸稈人造板在家具領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注。受益于特殊的成型機(jī)理，秸稈人造板一般不含有游離甲醛，表現(xiàn)出更為優(yōu)異的環(huán)保性能。為滿足現(xiàn)代審美需求、為用戶帶來(lái)新的體驗(yàn)，秸稈人造板家具設(shè)計(jì)發(fā)展可以從綠色定位、傳統(tǒng)形式和現(xiàn)代理念三個(gè)方面入手[69]。秸稈人造板在兒童家具、辦公家具、整體櫥柜、酒店家具等具有廣闊的發(fā)展空間。目前，奧運(yùn)會(huì)家具制作商史泰博已使用秸稈人造板制作兒童家具和櫥柜家具[70]。

2.2 室內(nèi)裝飾領(lǐng)域

在室內(nèi)裝飾領(lǐng)域，相比于木質(zhì)裝飾材料，秸稈人造板在質(zhì)感、機(jī)理、材性等方面均可與之媲美，并以獨(dú)特的功能向世人展現(xiàn)了其實(shí)用效果和審美需求，是未來(lái)室內(nèi)裝飾發(fā)展的趨勢(shì)。秸稈人造板可代替木質(zhì)人造板來(lái)制作室內(nèi)裝飾中固定用木質(zhì)裝飾造型等。同時(shí)，也可運(yùn)用秸稈材料的天然肌理、色彩，設(shè)計(jì)出既符合現(xiàn)代潮流又富有生態(tài)美學(xué)的室內(nèi)陳設(shè)品[71]。此外，新型秸稈/塑料復(fù)合材料具有防水、防潮、防霉、防蟲、緩沖吸震、隔音等特點(diǎn)，可用于體育場(chǎng)館、健身房、舞蹈室等室內(nèi)裝飾中[72]。2022 年，胡洪亮等[73]總結(jié)了秸稈人造板材的實(shí)際應(yīng)用和現(xiàn)階段所存在的問題，提到秸稈人造板可用于可快速拆除的簡(jiǎn)易房屋，并對(duì)秸稈人造板的應(yīng)用發(fā)展提出幾點(diǎn)建議，如環(huán)保改性技術(shù)、多元化技術(shù)、前景探索等。

2.3 建筑材料領(lǐng)域

在建筑材料領(lǐng)域，秸稈材料的導(dǎo)熱系數(shù)超低，應(yīng)用于建筑、室內(nèi)墻體、硬裝等方面，相比于傳統(tǒng)磚結(jié)構(gòu)而言，具有優(yōu)異的保溫特性，再加以疏松多孔結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的優(yōu)良隔音效果，秸稈人造板無(wú)疑是理想的建筑材料之一。肖力光等[74]結(jié)合國(guó)內(nèi)外秸稈在建筑材料中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，對(duì)3 種秸稈建筑材料進(jìn)行了綜述，包括秸稈磚、秸稈人造板和秸稈水泥基復(fù)合材料。鄒鈺瑩等[75]總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)秸稈人造板力學(xué)性能測(cè)試的研究，并通過對(duì)國(guó)內(nèi)外秸稈人造板力學(xué)特性檢測(cè)研究進(jìn)展的總結(jié)，提出了存在的問題及主要措施，并作了研究展望，以期為我國(guó)秸稈人造板在建筑中的進(jìn)一步研究提供參考，例如，采用無(wú)損檢測(cè)方法，既能得到多維度、多方面的研究成果，了解秸稈人造板的各項(xiàng)力學(xué)性能是否滿足實(shí)際應(yīng)用中的要求，又能節(jié)約試材，以達(dá)到確保產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本等要求。

2.4 地板領(lǐng)域

在地板領(lǐng)域，木質(zhì)地板以其天然材色、肌理等優(yōu)勢(shì)，深受廣大消費(fèi)者的青睞。但是木質(zhì)地板的年產(chǎn)比例快速增長(zhǎng)，無(wú)疑將進(jìn)一步惡化木材資源短缺的現(xiàn)狀，再加以現(xiàn)階段地板阻燃技術(shù)的瓶頸，高效利用秸稈資源、合理利用無(wú)機(jī)膠黏劑具有非常重要的意義。盧杰等[76]成功研制玉米秸稈復(fù)合板，力學(xué)性能、吸聲性能及動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能上均優(yōu)于市售上的地板基材，基本符合強(qiáng)化復(fù)合地板基材的要求。左迎峰等[77]將秸稈人造板應(yīng)用于地板基材來(lái)制備復(fù)合結(jié)構(gòu)地板，即上、下層和芯層為單板，第二和第四層為秸稈人造板，該結(jié)構(gòu)可有效地改善了地板的表面性能；此外，該課題組所采用的無(wú)機(jī)膠黏劑環(huán)保無(wú)毒，具有阻燃抑煙性能，現(xiàn)已在多家企業(yè)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，具備廣闊的市場(chǎng)前景。

2.5 其他領(lǐng)域

秸稈人造板除應(yīng)用于家具、室內(nèi)裝飾、建筑等領(lǐng)域，秸稈材料還廣泛應(yīng)用于包裝、室內(nèi)配飾、造型家具等領(lǐng)域。包裝領(lǐng)域現(xiàn)有緩沖包裝材料、高強(qiáng)度模塑包裝材料、生態(tài)型包裝材料、食品防潮包裝材料、阻燃發(fā)泡包裝材料等；室內(nèi)配飾多體現(xiàn)在工藝品、室內(nèi)陳設(shè)等方面；造型家具有草編家具及相關(guān)家具工藝品等。

3 環(huán)保型秸稈人造板發(fā)展的問題

從秸稈人造板制備工藝方面考慮，應(yīng)側(cè)重秸稈貯存、膠粘劑選用、施膠工藝和熱壓參數(shù)等方面；從秸稈人造板制備設(shè)備方面考慮，應(yīng)側(cè)重秸稈收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏過程中所涉及的機(jī)械和設(shè)備等方面。

3.1 收集和貯存

秸稈材料存在蓬松、質(zhì)輕、易燃、易霉變、占地面積大等缺點(diǎn)，秸稈收集和貯存面臨極大的挑戰(zhàn)，因此，應(yīng)注意收集時(shí)段、氣候變化、相關(guān)企業(yè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、場(chǎng)地布置、國(guó)家政策等方面。

3.2 制備工藝

異氰酸酯膠粘劑的引入雖然在一定程度上解決了秸稈纖維界面相容的問題，但其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟待科學(xué)研究提供理論基礎(chǔ)、先進(jìn)技術(shù)提供實(shí)踐支撐。相關(guān)研究人員或引入改性異氰酸酯膠粘劑，或引入生物質(zhì)膠粘劑、或引入無(wú)膠膠合技術(shù)、或?qū)斩挷牧线M(jìn)行物理、化學(xué)等處理，并對(duì)熱壓工藝進(jìn)行了深入的探討和優(yōu)化，展開了大量的研究，已初步形成科學(xué)的研究體系，各課題組也在對(duì)應(yīng)的領(lǐng)域取得了突破性成果，拓寬了秸稈人造板的研究領(lǐng)域。但是，秸稈人造板的制備仍要向木質(zhì)人造板學(xué)習(xí)，研制成套熱壓設(shè)備，學(xué)習(xí)并細(xì)化先進(jìn)技術(shù)，擴(kuò)充知識(shí)領(lǐng)域，破解秸稈人造板產(chǎn)業(yè)發(fā)展困局。

3.3 市場(chǎng)問題

秸稈人造板產(chǎn)品有秸稈刨花板、秸稈纖維板、秸稈定向板、秸稈建筑板、秸稈包裝板等，應(yīng)用于家具、地板、室內(nèi)裝飾、建筑墻體等領(lǐng)域，可選種類多、可用領(lǐng)域廣。然而，作為一種新型材料，秸稈人造板僅在某些局部區(qū)域推廣使用，同時(shí)，相關(guān)企業(yè)的倒閉或轉(zhuǎn)讓，無(wú)疑是在顯示一個(gè)問題——成本，秸稈材料的收集和貯存、膠粘劑的選用、配套設(shè)備的革新等都在無(wú)形中縮減了企業(yè)的利潤(rùn)，這無(wú)疑為秸稈人造板產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。此外，傳統(tǒng)意義上的木質(zhì)材料制品早已深入人心，如何在改善秸稈人造板生產(chǎn)工藝、提高秸稈人造板產(chǎn)品質(zhì)量、降低秸稈人造板生產(chǎn)成本同時(shí)滿足大眾消費(fèi)者的心理需求，也是秸稈人造板推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)側(cè)重考慮的核心問題。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)保型秸稈人造板的發(fā)展可實(shí)現(xiàn) “以草代木”，減少森林木材資源砍伐，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供了新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，解決了秸稈綜合利用問題，防止了秸稈燃燒造成的霧霾危害，對(duì)于人類共同體的安全等方面均起到積極的推進(jìn)作用。同時(shí)，我們也客觀地認(rèn)識(shí)到秸稈人造板材已昂首闊步走向市場(chǎng)，憑借環(huán)保、隔音、隔熱性等優(yōu)勢(shì)向傳統(tǒng)家具、室內(nèi)裝飾、建筑材料發(fā)起了挑戰(zhàn)。然而，對(duì)秸稈綜合利用的研究尚未形成一個(gè)系統(tǒng)、完整的體系，工業(yè)化生產(chǎn)仍是難題。此外，相比木質(zhì)人造板，無(wú)醛秸稈人造板在制備成本和物理力學(xué)性能方面仍有一定的差距，后續(xù)研究應(yīng)側(cè)重于秸稈的開發(fā)、收集與貯存、板材制備工藝的創(chuàng)新、新型無(wú)醛膠合理論的開發(fā)、國(guó)際合作的開展、產(chǎn)品的宣傳與推廣等方面。