> 人工木材从“形似”走向“神似”\东阳将随机抽查环保整治不到位红木企业
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人工木材从“形似”走向“神似”\东阳将随机抽查环保整治不到位红木企业

时间:2020-10-11     人气:745     来源:     作者:
概述:钢材、树脂、碳纤维……这些人造合成材料已经越来越多地出现在日常生活中。这既是科学技术进步的结果,也是人类不断追求美好生活使然。不过,始终有一种材料一直无法被完全取代,那就是木材。因其质轻又兼顾韧性以及易加工等特性,这些都是人工材料无法取代的......
钢材、树脂、碳纤维……这些人造合成材料已经越来越多地出现在日常生活中。这既是科学技术进步的结果,也是人类不断追求美好生活使然。
不过,始终有一种材料一直无法被完全取代,那就是木材。因其质轻又兼顾韧性以及易加工等特性,这些都是人工材料无法取代的。
近日,中国科技大学化学与材料科学学院教授俞书宏带领的研究团队传来好消息,该团队以传统酚醛树脂和密胺树脂为基体材料研制出了树脂基仿生人工木材。神奇的是,它不仅化学组分上接近天然木材,而且,在其内部也有类似天然木材的取向孔道结构。
正是这样的结构,让人造木材的壁厚和孔尺寸具有较好的可调控性,压缩屈服强度也与天然木材相当。而且,除了质量轻、强度高,它与天然木材相比还具有耐腐蚀、隔热和防火等优点。据悉,这种人工木材有望代替天然木材,实现在苛刻或极端条件下的应用。
选取材料
使用人工材料模拟天然木材并不是件容易的事情,为何选择使用传统酚醛树脂和密胺树脂为基体材料呢?俞书宏在接受《中国科学报》记者采访时解释说,因为木材化学成分主要是由基体材料木质素和填充材料纤维素纤维组成。这两种组分复合成“钢筋混凝土”结构,才让木材虽然轻却具有非常高的强度。“基体材料木质素是一种典型的无定型结构的多酚聚合物,它就像一个坚固的三维网络将纤维素纤维牢牢地束缚在木头孔壁之内。”在人工合成的化学产品中有一种聚合物与木质素非常类似,就是酚醛树脂。它具有很好的可加工性,定型后可以通过加热来交联固化,且固化后具有非常好的力学性能。而密胺树脂也具有类似特点,所以,研究人员选择了这两种树脂作为人工木材的基体材料。
但在之前的研究中,使用陶瓷粉末材料和胶黏剂的混合浆料较多。这种混合浆料可以通过取向冷冻并干燥后,再在1500℃以上的高温下进行烧结,但这样获得的陶瓷块体材料强度不理想。另外一类是将聚合物溶液进行取向冷冻,干燥后制得聚合物基仿木结构材料,强度也非常低,目前主要用于细胞工程等领域。
经过一系列试验证明,传统酚醛树脂和密胺树脂组合的新材料,比天然木材更耐腐蚀,且它被火焰引燃后还能迅速自动熄灭。而传统的陶瓷基仿木结构材料虽然具有很好的防火性能,但是隔热性能很差,因为陶瓷本身就具有很好的传热能力。在保证质量轻、强度高性能的前提下,其他仿木结构材料很难做到防火跟隔热一体化,然而,这一难题却被俞书宏研究团队破解了。
这让研究人员看到新材料更多应用的前景,比如与石墨烯复合的人工木材具有良好的隔热效果,且易于大规模生产。
模拟天然木材孔道是个难题
人造木材的基体材料确定后,摆在研究人员面前的问题是如何复原天然木材的孔道结构。为何要复原孔道结构?因为天然木材之所以保持着质量轻、强度高的优点,就是因为存在孔道结构。也就是说,如果无法复原孔道结构,那么人工木材就只能是“形似”,而无法达到“神似”。
研究人员尝试着在冷冻状态下,将树脂的水溶液置于冷台之上,与冷台接触的液体开始结冰,冰晶会沿着温度梯度方向生长。树脂材料因为受到冰晶的影响形成孔壁,将冰晶升华和固化后,原来因为冰晶所占的空间形成的孔道就自然而然地留在基体内。方法说起来简单,但实现起来并不容易。“只是研究孔道,我们就花了近两年的时间。”俞书宏说。
在研究过程中,研究人员遇到大大小小很多问题,最困难的环节应该是树脂材料在冷冻干燥之后、固化之前,如何维持取向孔道结构。因为基体材料采用的是液态的树脂,但在冷冻干燥之后、固化之前这个空档期,冰晶已经升华,而液态树脂尚无法维持固定的形状,所以在重力作用下液态树脂会发生蠕变,导致整个结构完全塌掉。
为了解决这一问题,研究人员寻找添加另一种材料作为临时支架来稳定树脂。经过研究,他们发现壳聚糖是非常合适的临时支架材料。因为在干燥情况下壳聚糖是固体,能够维持特定的形状,而且壳聚糖与树脂具有非常强的静电相互作用,在冰晶升华之后,壳聚糖能够将液态树脂牢牢束缚住,克服其蠕变行为,为他们加热固化树脂争取了时间。
在这项研究中,俞书宏等研究人员利用新开发的“自组装和热固化”技术制备人工木材,制备过程分两步:取向冷冻技术定型和树脂加热固化成型。虽然这两项技术并非新技术,但将取向冷冻和树脂固化结合使用的技术却是首创,“这两种技术的结合并非简单的1+1,而是需要克服很多技术难题”。俞书宏坦言。
批量生产还需时间
“新的方法具有简单、易操作等优点,所得的新型人工木材不仅具有类似木材的取向孔道结构,而且力学强度与天然木材相当,更重要的是,人工木材还具有很好的耐腐蚀、隔热和防火性能。”俞书宏表示,这种材料不仅材质性能优异,而且制作成本不高。
但是,目前人工木材还无法走出实验室
首先,材料品种有限,现下仅限于酚醛树脂和密胺树脂,研究人员还需要进一步开发其他工程材料或自然材料的仿木材结构材料,拓宽材料种类。因为酚醛树脂和密胺树脂都是典型的脆性材料,使用过程中很容易发生脆性断裂。
其次,新材料的成本还需进一步控制,因为现在的经济和时间成本来自于冷冻干燥机的使用过程。“冷冻干燥时间取决于样品尺寸,样品越大、越厚,所需时间越长,因为样品中心处冰晶升华需要更长的时间。”俞书宏解释说。而且,在实验室,样品的长度受冷冻平台尺寸和冻干机尺寸的限制,另外,这种方法制备的样品厚度也有极限,最高大约5厘米。制备更厚的样品,则需要选用其他冷冻方法了。
“如果冷冻干燥过程可以用更简单、省时的技术替代,批量生产将成为可能。”俞书宏说。

昨日下午,我市红木行业环保整治双随机执法抽查部署会在市环保局召开。副市长胡宏立参加。

我市已成立了五个执法工作组,重点对我市已责令关停、停产整治和已安装并运行环保设施的红木企业,就擅自恢复生产、环保设备安装不到位和不正常运行环保设备等情况进行依法查处。

若发现环保方面问题,交由市环保局进行立案查处;发现存在其他违法问题,则函告相关执法部门进行处罚。另外,市中央环保督察整改领导办公室也根据市红木办提供的红木企业名单建立执法检查数据库,每周由市纪委监督,从数据库中抽取每组不少于2家企业作为随机检查对象,并于当天交付五个执法组进行检查。


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  • 锯材市场:人工柚木后市或将迎来利好;非洲克隆、黄玫瑰市场买气较好;北美木材市场平稳过渡;科技木市场震荡不安。
    1、东南亚锯材市场:人工柚木后市或将迎来利好。业内人士表示,随着缅甸等地天然柚木资源的不断减少,以及缅甸对天然柚木的出口限制力度越来越大,天然柚木的供应量将逐渐减少,市场需求缺口将越来越大。在此情形下,为了弥补需求缺口,人工柚木或将成为市场新宠。业内人士指出,与天然柚木相比,目前人工柚木存在油性少、心材小边皮大等问题,但胜在价格便宜,而且人工柚木也同样具备着天然柚木的某些特性,如稳定性好等。因此人工柚木的未来发展前景十分看好。目前广东市场人工柚木长3m以上、厚5cm、A级报价5000—5500元/立方米。
    老挝方面,在老挝木材货源持续紧缺的情况下,老挝木材市场表现较为冷清,不少商家表示目前老挝材的库存已经基本被清空,商家无生意可做。老挝各种类材种当中,梢木、卡丝拉等货源极其紧缺。目前广东市场老挝梢木长2.2—2.6m、厚2.5—5cm、A级(大枋)报价5500—7000元/立方米;卡丝拉长2.2—2.6m、厚5cm、A级报价4500—4800元/立方米。
    2、非洲锯材市场:随着淡季情绪的越来越加浓郁,之前火热的非洲木材市场也开始逐渐转冷,行情开始步入下行通道。另外价格方面,有商家表示目前非洲材的价格已经涨至高位,而且考虑到年底银行还款期限将到,不排除个别商家会有让利走货的举动,因此非洲材的价格再继续上涨的可能性已经不大。
    非洲克隆市场买气较好。据商家反映,今年以来因缅甸克隆供应短缺,下游不少商家转而采用非洲克隆代替,继而带动了非洲克隆销量的上升,市场表现整体不俗。不过商家也表示,非洲克隆的产量少,难以实现大批量供应,导致其市场空间相对狭窄,行情多处于不温不火的态势。目前广东市场非洲克隆长2—4m、厚5cm、A级报价4000—4500元/立方米。
    黄玫瑰市场交易有所起色。有商家表示,由于小斑马的价格奇高,下游部分家具商家为了节约成本转而采用黄玫瑰代替,继而推动了黄玫瑰市场交易的上扬。目前广东市场黄玫瑰长2—4m、厚5cm、A级报价6500—7500元/立方米。
    3、欧美锯材市场:近期北美木材市场表现依然较为稳定,行情无明显的变动。在各种类材种当中,红橡、白蜡木仍是北美材的主要交易材种,市场热度相对较高,而黑胡桃等高端材种则相对冷门,出货量较为有限。商家同时指出,近两年来随着各方面成本的不断上涨,下游家具商家为了节省成本,出现了“以低替高”的现象,例如用红橡代替白橡,或者白蜡木代替红橡等。“之前高档酒店、办公家具市场使用白橡的居多,但是近两年来办公家具等市场在材种的选择上已经逐渐倾向于红橡。这样一来势必会导致白橡的市场空间不断萎缩。”有商家表示。目前广东市场红橡长2.15—3.05m、厚2寸、FAS级报价8200—8600元/立方米;白橡长2.15—3.05m、厚2寸、FAS级12500—13500元/立方米。
    4、科技木市场:近期,科技木市场的整体走势依然不甚乐观,行情维持弱势整理格局。有市场商家向记者反映,科技木主要用于酒店、商品房等室内装修,同时也可以用作家具,但是近两年来随着实木风潮的兴起,消费者更倾向于选择实木作为家居装饰,再加上酒店的装修市场已经接近饱和状态,下游市场对科技木的需求量逐渐减少,科技木的市场行情也因此步入下行通道。目前广东市场白木科技木长2.2m、厚10cm、统材报价4000—4300元/立方米;沙比利科技木长2.2m、厚10cm、统材报价4100—4400元/立方米。

    2014年的尾巴隐约可见,对红木市场来说,这个年头已经可以定性为“不好过”。但与冷清的国内市场形成强烈对比的是,刚刚公布的2014年红木进口数据相当亮眼。海关木材进口数据显示,2014年1~10月份我国累计进口红木184.60万立方米(以原木材积计),同比增长91.55%;总金额达24.05亿美元,约147.94亿元人民币,同比增长123.85%,而同期进口木材整体增速受到国内外经济不景气大环境影响,虽然依旧保持了两位数增长,但较往年相比增速放缓,累计进口木材7347.70万立方米(原木材积计),同比增长仅13.30%;进口总额达167.75亿美元,同比增长28.36%。国内市场不景气,但红木进口量依然暴涨,说明国内的红木厂商对后市依然抱有信心,继续囤积木材,以备市场回暖,2015年不暖,2016年也许会暖?
    其实“红木”一词并不具有分类学含义,只是明清以来中国人对优质硬木的一种约定俗成之称,是特别具有中国特色的木材称谓。按国家标准,“红木”包括2科5属8类33种,2科是豆科、柿树科,5属是以树木学的属来命名的,即紫檀属、黄檀属、柿属、崖豆属及铁刀木属。8类则是以木材的商品名来命名的,即紫檀木类、花梨木类、香枝木类、黑酸枝木类、红酸枝木类、乌木类、条纹乌木类和鸡翅木类。红木是指这5属8类木料的心材,即树木的中心、无生活细胞的部分。除此之外的木材制作的家具都不能称为红木家具。从明清至今,红木家具似乎一直作为身份、地位、财富、品味的一种象征,大富大贵者专享,普通人是可望不可及的。如今随着收入水平提高,更多普通人有能力也有欲望得到此等高级享受。有需求就有市场,2003年至2013年被业界称作红木家具的“黄金十年”,关于这10年,只用一个关键字就足以形容:涨!这个10年涨不停的行业裹入巨量资本,催生无数新富豪。但从环境角度看,这也是“野蛮十年”、“毁灭十年”,大自然用数百年甚至数千年积蓄的森林,在短短10年里遭到疯狂劫掠。因为“红木”是一种很难再生的稀缺资源,它们材质坚硬、生长缓慢,成材至少需要几百年时间,比如紫檀要长成材,需要八九百年乃至上千年的时光。我国古代南方也曾生长着很多珍贵木材,因为皇室贵族的穷奢极欲,早在明清时期它们就被砍伐殆尽了,后来的用材很多是从所谓的“南洋”进口,这真是毁完自家后院又去祸害别人。现在为了满足新一代消费者对红木家具的热爱,我们从全球各地的主要红木产地大量进口珍贵木材,例如今年1~10月,我国从东南亚进口红木达106.7万立方米,占进口总量的58%,从非洲地区进口红木达75.02万立方米,占进口总量的41%,从中南美洲地区进口红木达2.89万立方米,占进口量的1%。
    在有些国家用珍贵树种做家具是违法的,而我们这里民间舆论还在为此大吹特鼓,不以为耻反以为荣。可以这样说,红木家具热更像是环境灾难,事实上,很多现代的红木家具粗制滥造,充其量只能算是明清古典家具精品的拙劣模仿者,却浪费了大量珍贵木材。森林的减少会直接影响气候,从某种意义上说,红木家具的鼓吹者、红木厂商和红木消费者都应该在一定程度上为乱砍滥伐、环境恶化负有责任,我们呼吸的污浊空气也许最初的源头是一片被毁的热带雨林,而在那个森林倒下的红木最终制成的家具可能正摆放在你家的客厅里。为环境着想,甚至仅仅为减轻自己的罪恶感,都请放“红木”一马吧。当我们看到非洲、中南美洲的热带森林被砍伐得满目疮痍,当我们看到有人拆掉老挝人的老房子只是要找一两根红酸枝老料,难道不该思考一下:作为自然界的一小部分,人类的贪欲是否应该如此毫无节制不受约束?一部分人是否有权利因自身的私欲而牺牲全人类和其他地球生物的生存环境?《中国质量报》
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  • 据国际热带木材组织(ITTO)不久前报道,目前,马来西亚沙捞越木材加工企业大多利用天然林原木生产胶合板、锯材和单板等初级产品,但由于天然林采伐量缩减,这些工厂的发展受到制约。然而,随着人工林的发展,利用人工林木材生产初级产品和再加工木材产品的企业将具有很好的发展前景。

    据沙捞越州林业局称,未来5年内该州人工林原木总产量将增至约300万立方米。沙捞越木材工业发展公司(STIDC)公布的结果显示,2013年该州人工林原木产量超过53万立方米。到2020年,该州人工林面积将增至1万公顷。

    (来源:林业新闻网责编cara)


    寒冷的天气阻碍了一些市场的交易,但框架木材的卖家在新年中表现最好的一周。所有的物种,包括绿道格拉斯杉木,都更加活跃,因为买家满足了即时的,如果不是晚冬和早春的需求。不是所有的行业都在冬季的时候全面开足马力,但需求帮助加强了工厂的订单档案,将发货推至2月份。随机长度框架木材综合价格公布了它的第二个连续每周上涨。

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