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            吳義強院士團隊:“小木板”屹立“世界林”

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            一塊“小木板”,背后天地大。中南林業科技大學吳義強院士(中國木材保護工業協會專家委員會主任)團隊研究了31年,不斷改良、研發膠黏劑與人造板生產技術及裝備,并將秸稈、蘆葦等農林剩余物變廢為寶。根據團隊研發技術生產的人造板,手握全球最嚴安全標準;團隊提出的“木質材料阻燃抑煙功能疊加耦合理論”更成為國際首創。

            年產量已達3億立方米,占全球總量6成以上。中國制造的一塊塊人造板,變成桌椅家具、工程裝飾、車船內飾,在日常生活中隨處可見。

            平平無奇“小木板”,“掰開”才覺不一般。不管是膠合板,還是刨花板、纖維板,都面臨著共同的難題——甲醛污染、易燃冒煙。

            中南林業科技大學吳義強院士團隊,已經和“小木板”較了31年勁——甲醛釋放量最高僅有0.025mg/立方米,領跑全球;木材阻燃與抑煙疊加耦合,開創行業先河……

            如今,該團隊研制出的人造板,既下得了百姓家庭、交通工具等“生活尋!,更出現在人民大會堂、伊朗總統府等地,上得了“國家廳堂”。

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            “隱形殺手”難出逃:鎖住甲醛,全球最嚴

            6月18日,廣西豐林木業集團股份有限公司生產車間內,生產線正高速作業,熱壓機“一開一合”,一塊塊平整的人造板“新鮮出爐”。

            該公司共6個生產基地,依托吳義強院士團隊的科研成果,6條忙碌的生產線每年人造板產能高達180萬立方米,可創造產值28億元。

            生產線旁,幾盆小花、綠植開得正好。很難想象,這是與甲醛相伴的人造板生產車間。

            甲醛,被世衛組織定為一級致癌物。但目前而言,人造板尚無法“逃避”甲醛“陪伴”。已有100多年歷史的醛類膠黏劑,因其成本低、膠黏性強、無色不留痕等優勢,依舊是全球90%人造板生產的“最佳搭檔”。但它帶來的甲醛具有很強的刺激性氣味與毒性,“害人于無形”。

            這一點,作為吳義強院士團隊核心成員的袁光明教授深有體會。大學畢業后他曾在人造板廠待過6年,那時他最害怕在熱壓機前作業——被添加了醛類膠黏劑的人造板,只要“過機”,遇上高溫的甲醛瞬間化身一股“熱浪”,熏得人眼睛疼,心里更疼。他記得,那時候許多來廠實習的年輕人一進車間,就只想跑出去。

            跑,不是辦法;做,才有出路。

            他們要做的,是和一個名為“游離甲醛”的“隱形殺手”作戰,但“連作業都沒得抄”。

            研發的膠黏劑,或游離甲醛超標,或本身未形成足夠強度,又或是不耐水耐潮、不耐老化易斷裂降解等,都是實打實的難關。

            關關難過關關過。摸著石頭過河,團隊“憋”出兩個“大招”。

            “一是從游離甲醛源頭膠黏劑下手,二是創新人造板的制造工藝技術和裝備!痹饷鹘榻B,通過調整投料、配比等方法,團隊先后研究出系列新型綠色膠黏劑,從源頭上控制游離甲醛的含量。同時,通過改進制造工藝,使人造板在使用過程中甲醛不解聚,將甲醛“鎖死”在板內。

            “依托吳義強院士團隊的技術,我們的人造板現在最高能做到甲醛釋放量僅有0.025mg/立方米!睆V西豐林木業集團股份有限公司總經理王高峰很自豪。

            什么概念?國內對人造板甲醛釋放量強制標準為≤0.124mg/立方米,國際標準則規定≤0.03mg/立方米即可認定為“零醛排放”。

            0.025mg/立方米——這不僅是當今中國人造板業的“天花板”,也成為了全球范圍的行業標桿。

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            “遇火不著”非虛言:阻燃抑煙,國際首創

            一塊普通木板,一塊防火板,外觀大同小異,遇火就相差“十萬八千里”。

            在中南林業科技大學人造板成果展示室內,有一個小小實驗臺,幾乎每個拜訪者都會動動手“玩把火”——用乙炔噴槍分別點燃兩塊木板,普通木板很快燃燒冒火、氣味濃烈,防火板則只是表面些許變黑,無煙更無味。

            防火板“不為所動”,內里“大有乾坤”。這得益于團隊所研發的錫摻雜硅鎂硼、鋅摻雜磷氮硼等一系列綠色阻燃劑。這些比果凍稀一點、比水又稠一點的試劑,被均勻地混在了木材里。

            木材在200℃高溫時會降解出可燃燒的小分子物質,溫度越高、降解越劇烈。綠色阻燃劑的存在,能跟隨木材不同的受熱程度,分解產生不同的化學成分,阻止其燃燒,抑制有毒煙氣的排放。

            基于綠色阻燃劑的研究成果,團隊更是在世界上首次提出“木質材料阻燃抑煙功能疊加耦合理論”,研制出“固液氣立體屏障協同防火技術”。

            “木材燃燒是一個鏈式反應,需滿足可燃物、氧、熱量這三大條件。我們要做的就是切斷鏈條、破壞條件,阻止其燃燒!眻F隊成員卿彥教授介紹。這好比抽掉其中一張牌,多米諾骨牌效應就無法完成。

            殊不知,為了盡可能精準找到那些關鍵的“牌”,吳義強帶領團隊歷時近十年時間,篩選過上萬種阻燃抑煙化合物,才有橫空出世的驚人技術——即使在1000℃以上高溫的火場中,木材也能做到不燃燒、不發煙,防火性能全球領跑。

            目前,團隊研發的防火人造板,最高水平可達到國家標準中的A2級(不燃級)。而在它之上的A1級產品,類似于本身就不能燃燒的石頭,產品利用領域極為有限且罕見。

            在成果展示室內,還有幾個“大家伙”令人忍不住多看兩眼。幾根靜靜地“躺”在角落的大原木,是吳義強團隊要攻克的下一個大關。放眼全球,目前尚無一國針對原木整體阻燃技術開展研究,這是一項被看作不可能完成的任務。

            真的能成?記者投去好奇的目光。吳義強卻“賣起了關子”,淡淡一笑。這一笑,令記者更期待團隊下一次的“首創”。

            “農林剩余”成現金:變廢為寶,再迎挑戰

            作為農業大國,我國每年的農林剩余物可達15億噸,其中,秸稈就占了10億噸。這些倒在農田的“垃圾”,往往被農民一把火燒了。

            能否讓“枯木逢春”“變廢為寶”?只是,秸稈自帶蠟質層,傳統的膠黏劑搞不定它,從國外引入異氰酸酯膠黏劑單價高達2萬元一噸,太貴了。

            那就再研制一種能解決問題的新型膠黏劑!

            吳義強團隊另辟蹊徑,嘗試將秸稈體內的有機物與無機物相結合,開創有機—無機雜化交聯技術,從而有了全球首創的“無機膠黏劑”,成功用于生產零甲醛無機膠黏秸稈人造板,而價格只有2000元一噸。

            但這僅是“變廢為寶”的第一步!敖斩捹|地蓬松,雜質成分多,用傳統人造板技術來套,肯定行不通!眳橇x強告訴記者,為此團隊首創“機械、氣流一體化破碎分選裝備與技術”,把破碎的秸稈變成粗、細“分明”的纖維或碎料。

            新的問題又來了。無機膠黏劑因為含水量較大,施膠量是傳統人造板的5倍左右,用傳統鋪裝方法,鋪不均勻。

            于是,團隊開始思考采用分級鋪裝,并研究出一種叫“多級鉆石輥”的利器。一根根表面有許多六邊形“鋸齒”的“鐵桿”,將它們“并排”,并精確、巧妙控制其間隙。如此一來,便能讓施加了無機膠黏劑的秸稈纖維或碎料“落料”更均勻。

            他們甚至讓秸稈“吃”上了“膠囊”。

            原來,無機膠黏劑固化所需時間較長,為了不影響生產效率,團隊專門研究了一種“自熱膠囊”,里面裝了“引發劑”。當人造板經過熱壓機,膠囊破損,“引發劑”跑出來便會引發無機膠黏劑“自加熱”!熬秃帽任覀兂缘摹詿犸垺,它的存在不也是為了幫助你節省時間嗎?”吳義強打了個比方。

            一路“升級打怪”,2018年,全球首條全自動秸稈無機人造板生產線“出道”,目前全國已推廣20余條。1噸秸稈大約能增收400元,讓不少農民嘗到甜頭。

            “我國60%的木材依賴進口,保障木材安全還要依靠科技的力量來開源!眳橇x強說,眼下,團隊又將目光望向了生長在洞庭湖畔浩浩湯湯的蘆葦蕩。

            2018年,習近平總書記考察長江岳陽段時,留下了“守護好一江碧水”的殷切囑托。如何讓年產100萬噸的蘆葦,從過去造紙原料轉型為環保產業原料,又是新的挑戰。

            不過,團隊信心滿滿。蘆葦在纖維形態等方面都比秸稈要好,而且對無機膠黏劑、有機膠黏劑“通吃”,能進一步降低成本。

            如今,在常德漢壽,一條小規模的蘆葦人造板生產線正在運行,針對蘆葦特性的膠黏劑也已順利研制,團隊正朝著更大的生產規模探索……

            站在前輩的“肩膀”上接續奮斗

            劉明(廣西豐林人造板有限公司總經理)

            身為中國人造板產業生產線上的一分子,我幾乎天天與人造板材打交道。

            此次作為湖南日報青年觀察員,深入吳義強院士團隊的技術推廣基地近距離觀察,新的體驗,令我對自己的職業有了新理解,更覺眼前一塊塊木板,雖“其貌不揚”,但“別具力量”。

            遙想大學本科時期,我選擇了木材科學與工程專業,曾見證科研人員忍著難聞的氣味,或扎根實驗室、或堅守在車間,日夜尋找膠黏劑“密碼”,破解人造板“頑疾”。雖四處碰壁,卻百折不撓。

            如今的生產線,已實現全自動化。寬敞明亮的車間里,生產線高速運轉釋放“熱浪”,塊塊木板飛馳于機器間散發幽香,恍如“換了人間”。眼前所見,感慨之情油然而生:不經一番寒徹骨,怎得木板撲鼻香?

            得益于吳院士團隊的不懈努力,如今的中國人造板技術,成了業界“天花板”,屹立世界之林。我由衷為這項“中國制造”自豪,更感到這份“職業榮譽”來之不易。

            今年我31歲,和“木頭”已結緣十年。巧的是,吳院士團隊與人造板的“較量”也已持續31年。

            作為年輕一代,我們站在了前輩的“肩膀”上。接續奮斗,是使命擔當;“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”,吾輩當時刻銘記!



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