我国稻草板发展的回顾和目前

我国稻草板发展的回顾和目前存在的问题我国是一个少林的国家。目前我国森林面积为1.59亿hm2,森林覆盖率为16.55%，占世界森林面积34.3亿hm2的4.6%，居世界第5位;我国人均拥有森林蓄积量仅为9.048m，居世界第119位，是世界人均拥有森林蓄积量最少的国家之一;森林总蓄积量101.37亿m3，居世界第8位，占世界森林总蓄积量3840亿矽的2.64%;我国森林平均蓄积量为96m3/hm2，低于世界森林平均蓄积量114m3/hm2,210与此同时，我国又是一个农业生产大国，据统计我国目前年产稻谷约3亿t，与此相对应稻草秸秆的数量大体上也是3亿t。考虑到收集、存放、运输等技术问题和扣除其他方面的用途之后，按25%的利用率计，一年约有7500万t，可以生产稻草板7500万m3。如能将其充分利用，将节约大量木材，缓解我国木材供应紧张的局面。因此如何有效地利用稻草来生产人造板是近年来人造板行业业内人士关注的一个问题。笔者将对我国稻草板研究和利用的情况做一个简单的回顾，并针对目前存在的问题提出一点建议。1. 我国稻草板研究和利用的回顾1.1 稻草的化学组成和细胞类型稻草是一年生草本植物，多用作农村燃料、饲料和农田肥料，与木材相比具有以下特点:(1)灰分含量高。木材灰分含量在1%以下，而稻草则达到15.5%，且灰分中的主要成分是Si姚，在植物纤维中形成非极性表面，影响胶粘剂的吸附和氢键的形成，降低了与胶粘剂的结合力。(2)乙醚抽提物含量高。稻草中乙醚抽提物含量高达6.68%，它的主要成分是植物纤维中的脂肪、蜡和树脂。宏观表现为草秆表面光滑，阻碍胶合界面形成牢固的胶合力。(3)木素和纤维素含量低。纤维素是植物纤维细胞壁的主要成分，性质稳定。木素存在于纤维的四周，使纤维相互粘合固结。木素和纤维素是构成原料强度的主要成分。而稻草中木素和纤维素含量与木材中的含量相比要低得多。稻草作为人造板原料，在众多草本植物原料中属于材质、材性最差的一种。它的有效化学成分少，纤维长度又短又细，对制板不利的化学成分很高。如采用传统的脉醛树脂胶粘剂胶合，则很难生产出达到国标的产品。因此如何有效地胶合稻草碎料，生产出合格的产品是稻草板发展要解决的一个重要问题。1.2 我国稻草板研究的回顾1.2.1 稻草板的起源利用稻草制作板材是在第一次世界大战期间首先从瑞典发展起来的。当时是利用稻草为原料，通过热压制成板坏，经过在板坯表面引入上下层护面纸，经过冷压，制成稻草板成品。制作的稻草板成品具有质轻、较高强度和良好的隔声、保温、隔热等特点，并可以进行锯、胶、钉、漆，因此作为建筑材料广泛用于工业、民用、公用等非承重的外墙、隔墙、屋面板、吊顶、门板和各种活动房屋等。当时的稻草板与我们目前意义上的刨花板、中纤板还有较大本质的区别。目前此方法已普及到英国、美国、澳大利亚、巴基斯坦、泰国等国家，取得r一定的发展，也取得了一定的经济效益。1.2.2 我国稻草板研究的回顾新中国成立后，由于当时片面认为我国地大物博，资源丰富，对资源的合理利用认识不足，造成了当时的林业指导思想是以利用天然森林资源为主，所以对非木质材料的应用并没有提到研究的日程上随着改革开放的深入，人民生活条件的不断提高，人ff对各种建筑材料的使用要求也越来越多元化。中国新型建筑材料(集团)公司于1981年从英国引进了两条稻草板生产线生产建筑用稻草装饰板。两条生产线建在盛产稻米的辽宁省大洼县和营口市，共用外汇90万英镑，于1983年开始筹建，1985年建成投产。这是我国利用稻草进行工业化生产的先河。此后，随着刨花板、中纤板生产技术的日渐成熟和在国内的推广，国内的科研机构开始尝试研究利用稻草来生产刨花板、纤维板。早在1986年，东北林业大学的陆仁书教授等人就对稻草碎料板的生产工艺及性能进行了探索，结果发现，传统的脉醛树脂胶粘剂不宜直接用于胶合稻草碎料。北京林业大学的郝丙业、刘正添等人通过研究发现稻草秸秆表面的蜡质层和二氧化硅含量高，导致了脉醛树脂对稻草碎料的不良胶合，并对利用稻草生产刨花板的工艺进行了初步的探讨81。近年来，随着优质的原始森林的逐渐减少，木材供需矛盾日益突出。特别是1998年以来，国家实施天然林保护工程，禁止采伐珍贵的天然林资源，使我国的木材供需缺口进一步扩大，许多地处林区的人造板企业因为原料的短缺不得不停产，有些企业还处在倒闭的边缘。寻找木质材料的替代品成为当前人造板发展急需解决的问题。国内的有关机构与厂家也开始密切关注对非木质材料特别是稻草利用的研究。国内的一些科研院校，如东北林业大学、南京林业大学、北京林业大学、中南林学院以及一些人造板设备的供应厂家对稻草的特性以及利用稻草生产刨花板、纤维板做出了有益的探索，也有一些成果问世，但是这些研究还处于起步阶段，实质性进展不大。在此期间，有关机构和厂家还对利用稻草作为木质人造板生产的辅助原料的可行性进行了研究川，研究稻草作为辅助材料生产刨花板、石膏板、水泥刨花板等产品，取得了一定的成就，并对实现工业化生产进行了有益的探索。在利 用 稻 草碎料的研究中，南京林业大学走在了国内的前列，他们经过数年的攻关，与荆州基立新型复合材有限公司合作，终于研究成功利用国产异氰酸醋胶粘剂生产中密度稻草板的制造技术，该成果于2001年11月6日通过了湖北省科技厅的验收，并在湖北建立了第一条工业化的生产线，开创了我国利用稻草原料进行人造板工业化生产的先河。目前也有一些国内的企业正在通过与国外人造板设备供应商合资的方式来进行利用稻草工业化生产刨花板、纤维板的尝试。2 我国稻草板发展存在的问题从稻草板问世至今已过了一百多年，在这一百多年中，稻草板除在北美风光一段时间外，大部分时间内一些稻草板厂家都在市场中苦苦挣扎。而在我国，稻草板的工业化生产基本上还是空白。在这其中存在着一些深刻的问题，这些问题既有市场的，也有技术上的。对这些问题进行探讨无疑会对我国稻草板的发展起到一定的促进作用。2.1 原料问题我国是一个农业大国，拥有约2010万hm2的水田。由于我国实行家庭联产承包责任制，农田的使用权在农户手中。尽管我国年产稻草3亿t，但是要把农民手中闲置的稻草收上来，并不是一件容易的事。而且在我国大部分地区，稻草被农民当作燃料或饲料，这必然会出现稻草板厂与农民的燃料、饲料争夺原料的问题。利用稻草原料生产人造板的一个优势是它的原料价格相对于木材来说较低，如果原料供应紧张，必然会导致原料价格的上涨，那么稻草原料的价格优势将荡然无存。因此利用稻草进行工业化生产，厂址必须选在原料丰富的国营农场区，这样既可以保证原料供应，又可以保证原料价格的稳定。2.2 技术问题相对于木质材料而言，目前国内对非木质材料的研究还远远不够，对于稻草板的研究更是少之又少。尽管有一些学者对稻草的性能以及特性进行了一定的研究，但这些研究还不系统，没有形成一定的科研力量。目前，对于利用稻草制作刨花板、纤维板存在着以下两大技术难题:(1)稻草原料的特性。深人地研究稻草的特性，是利用稻草进行工业化生产稻草板的前提。(2)合适的胶粘剂及配方。在利用非木质材料制作人造板中，大多数学者均认为异氰酸醋是较合适的胶粘剂。但是由于异氰酸醋胶粘剂的价格较高，利用其作为胶粘剂必然会带来稻草板生产成本的增加，从而使稻草板在市场中丧失竞争力。因此，选择合适的胶粘剂代替异氰酸醋胶粘剂，或者适当降低异氰酸醋胶粘剂的施胶比，是稻草板工业化生产的一个技术关键。2.3 成本问题利用 稻 草 制作板材，一方面原料丰富，另一方面原料价格比较便宜。但是由于稻草桔秆表面的蜡质层和二氧化硅含量高，导致常规的脉醛树脂对稻草碎料胶合不良。目前比较一致的观点是用异氰酸醋树脂来胶合稻草较好。异氰酸醋胶粘剂具有无游离甲醛释放、耐水性和耐老化性能优异、施胶量少、热压周期短、使用刨花含水率范围广等优点，但是异氰酸醋的价格较昂贵。目前市场上异氰酸醋(固体含量100%)售价大约在12 000元/t，而脉醛树脂(固体含量48%)仅为2000元/t。按通常脉醛树脂12%的施胶量、异氰酸醋6%的施胶量计，仅在胶粘剂一项，稻草板的成本就是普通木质刨花板的1.5倍。这样稻草原料价格低的优势，在胶粘剂上又丧失殆尽。最后造成稻草板成品的价格比木质刨花板还高，失去了价格的市场竞争力。再加上利用异氰酸醋树脂作为胶粘剂会带来粘板问题，势必又要增加脱模剂的投人，这样稻草板项目在固定资产投人和运行成本上均高于木质刨花板项目。因此如何降低异氰酸醋的价格或者寻找异氰酸脂的替代品是一个急需解决的问题。目前国外的一些公司已经开发出利用酚醛树脂和异氰酸醋树脂共同作为稻草板生产的胶粘剂的技术，若此技术在生产中获得成功，将能极大推动稻草板的发展。2.4 市场问题作为一种新型的材料，被市场接受需要一个漫长的过程。随着时代的进步，人们对居住条件的要求越来越高，对绿色家装的呼声也越来越高，但是落实在行动上，人们却不一定肯使用新型的绿色环保材料。稻草板作为一种新的产品，它必然有其自身独特的优势和使用范围。利用异氰酸醋树脂生产的稻草板具有结构均匀、防水性能优越、无游离甲醛释放的优点。稻草板的后加工性能好于刨花板，低于中纤板。因此稻草板是一种较好的环保产品。但是由于受观念的限制，稻草板的用途目前还仅仅局限在家具生产中，这样势必要与木质材料的人造板形成竞争。因此如何开拓市场，让人们真正接受稻草板、使用稻草板是促进稻草板工业发展的重中之重3. 发展我国稻草板的一点建议从我国开始研究稻草板至今，已经过去了20多个年头，但是我国稻草板工业的发展却一直差强人意。展望未来，我国稻草板工业的发展还任重道远，面临的困难还相当大。作为一种可以再生的材料，尽管它不能完全代替木质材料，但也可以解决一定时期由于木材资源的短缺而带来的资源问题。因此，稻草板应该在我国人造板的发展中占有一席之地。为了促进我国稻草板工业的发展，需要人造板工业的工作者和技术人员认真总结国内外发展稻草板的经验教训，踏实工作，开拓创新，努力开辟我国稻草板发展的春天。现笔者对未来我国稻草板工业的发展提一些有益的建议。3.1 稻草板的基础研究要加强相对于木质材料而言，对于稻草板的基础研究还处于起步阶段，无论从投人的经费还是投人的科研人员仁，稻草板均处于劣势。稻草板的研究还远远不能满足工业生产的需要。为了促进我国稻草板工业的发展，需要我们的科研机构加大对稻草板研究的投入，特别是加大对稻草板的基础研究的投人，有关部门在条件成熟的情况下可以组织人员进行技术攻关，深人研究稻草原料的特性，并在此基础上进行选取合适的胶粘剂的研究，多出成果，为稻草板的工业化生产提供一个可靠的技术保障。3.2 开拓稻草板的应用领域拓宽稻草板的应用领域，是促进稻草板工业发展的一个关键。由于稻草板采用异氰酸醋作为胶粘剂，因此稻草板具有较好的防水、防潮性能。同时，由于胶粘剂中不含对人体健康有害的游离甲醛，稻草板又是一种较好的绿色环保产品。因此，稻草板如能在建筑、绿色装修领域占领市场，将会极大地促进稻草板的发展。因此有志于稻草板发展的企业应该加大对于稻草板应用的开发研究，生产出适合各行业要求的产品，为促进稻草板的发展做出贡献。3.3 加强对稻草板的宣传稻草板作为一种可以再生的绿色材料，其性能和价值还没能够为人们所接受。因此，国内的企业和机构应该加大市场的前期投人，加大宣传的力度，使人们真正认识、了解稻草板，彻底改变稻草板在人们观念中的不良形象。3.4 政府部门的大力支持长期以来，我国政府对于稻草板项目的工业化支待力度不够，造成了很多科研单位没有对稻草板的基础研究给予足够的重视，很多企业对稻草板的工业化漠不关心。为了促进稻草板工业的大力发展，政府有关部门应该予以大力支持，鼓励更多的科研机构投人到稻草板的技术开发研究中来，鼓励有实力的企