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秸秆向木材的华丽转身

2021-08-29 13:45:23 宏胜达

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木材具有重量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观、加工容易等优点,是人类在日常生活中最为广泛使用的材料之一,需求量与日俱增。一方面,随着国家“碳达峰”、“碳中和”战略目标的实施,以及对资源环境保护的越来越重视,木材的砍伐将被大大限制,致使国内木材供应远远满足不了需求。2020年,我国木材消耗量达到8亿立方米,主要依赖进口。

另一方面,大量的农作物秸秆如玉米秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆等(年产量超过10亿吨),因没有高值化的利用途径,成为亟需解决的农林固废物。“秸秆焚烧”问题一直困扰着各级政府。

受古代黄泥墙中添加稻草来增强和木材本身就是纤维复合材料的启示,我们设计合成出植物秸秆纤维复合材料。该材料具有木材的微观结构和木材属性,完全可以替代木材。在减少森林砍伐的同时,赋予秸秆等农林固废物优异的使用价值,可谓是一举两得。这种高填充植物纤维复合材料由于含有大量的植物纤维,因而被命名为“禾塑复合材料”。

禾塑复合材料的核心技术在于全新研发的高速混合设备以及适合于长纤维高填充体系的配方设计。传统的木塑材料是将木粉与塑料基体通过双螺杆挤出机混合造粒然后挤出成型。受制于双螺杆挤出机的结构,传统木塑无法添加蓬松的长纤维,而且填充量最高也只能达到50%左右。利用新型高速混合设备完全打破了上述的束缚,麦秆、玉米秸秆、芦苇等经过简单破碎就可以直接投入设备中与塑料基体进行充分混合,而且植物纤维目前最高的填充量可以达到80%。混合后所得的材料中,天然植物纤维的长度可以达到厘米级。

高填充的植物纤维与塑料基体(聚丙烯,聚乙烯等通用塑料)以“钢筋水泥”的结构存在,不仅提升了材料的力学性能,同时也降低了材料的成本。在配方设计方面,由于长植物纤维比木粉的比表面积小很多,与塑料基体的相容问题也变得更加重要。与此同时,材料所需的耐水性、阻燃性、力学性能等也是配方设计中重要的因素。经过数年的努力,最终成功开发了适用于日常生活使用的禾塑复合材料,已经被应用于栈道、地板、护栏、木屋、凉亭等多个领域。产品通过了国家建筑装修材料质量监督检验中心的认证,产品的抗蠕变恢复率达到84%,握螺钉力超过2800牛顿,抗冻融性弯曲破坏载荷保留率高达96%,产品使用寿命超过30年。

禾塑复合材料即HPC(Herb-Plastic Composites)生产厂家为吉林禾迪科技有限公司,中国科学院宁波材料技术与工程研究所朱锦博士和潍坊云鼎新材料科技有限公司于2020年1月成立了这家高新技术企业。

吉林禾迪科技有限公司以农林固废物和塑料为主要原材料,通过具有独立自主知识产权的混合装备和材料配方制备出纤维状高填充复合材料即禾塑复合材料,主要产品包括各种禾塑复合材料的颗粒料、板材、型材等。该产品比传统木塑复合材料具有吸水率低、握钉力高、不易变形、不易翘曲等优点;禾塑复合材料既像木头一样可锯、可钉、可铆、可刨,又像塑料一样可挤出、可注塑,可回收,是木材的理想替代品。

产品可广泛用于建筑建材、园林景观、家庭装修、家具板材、地板基材、物流包装、交通设施等领域。市场需求量巨大,是国家大力扶持发展的战略性新兴产业。产品源于自然、回归自然,为人与自然提供更加和谐、更加健康、更加温馨的生态环境。公司依托中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队,具有强大研发实力。已申请和授权发明专利20项,使用新型专利9项,该技术为国内独有。

禾塑复合材料的发展秉承“绿水青山就是金山银山”的理念,是实现“碳达峰”和“碳中和”战略目标的实施途径之一,服务于“生态文明建设”的同时为“振兴乡村经济”做贡献,“取之于农、用之于农”,用我们的技术推动人与自然更和谐的发展,建设美丽中国。

石家庄宏胜达新能源有限公司,遵循可持续化发展要求,专注生物质能源的研究,现主要生产大力士生物质燃烧器、布袋除尘器、旋风除尘器等生物质能源设备;如果您的生物质燃烧器使用中遇到任何问题,欢迎您来电咨询。

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