[01177059]景观建筑及室外装饰用竹塑复合材料制造关键技术集成创新与产业化

依托木材科学与技术学科,在国家自然科学基金、国家”十二五”科技支撑计划等项目的支持下,北京林业大学、安徽森泰木塑集团股份有限公司、国际竹藤中心和广德县林业局通过8年产学研联合攻关,成功研发了竹塑复合材料的制备技术,生产了可用于景观建筑及室外装饰领域的质轻、强度高、热循环加工性好、成本低的环保生物质复合材料,实现了竹子加工行业剩余物高附加值利用。该项目实施不仅缓解了我国森林资源紧张,还解决了废弃塑料以及剩余物传统处理方式（焚烧、填埋等）带来的雾霾等严重环境污染问题,为环境治理、农民增收、企业增效开辟新途径,从而产生巨大生态、经济和社会效益。 本项目的主要内容包括以下几方面： （1）竹塑复合材料制备技术。 为研究景观建筑和室外装饰用竹塑制品的合适制备工艺,该项目采用了热压、挤出2种传统成型工艺制备了竹塑复合材料,还采用了新型共挤出成型工艺制备芯壳结构竹塑复合材料,同时对复合材料的性能进行了对比研究。 （2）竹塑复合材料增强改性。 亲水性天然纤维和疏水性塑料在复合过程中由于纤维表面微孔结构及复合材料制备过程中水分的影响,会在界面产生“空穴”,形成界面缺陷,从而影响界面剪切强度。因此,界面相容性是影响竹塑复合材料界面强度的关键因素。针对此难题,该项目借鉴纸浆造纸和表面覆膜领域的无机颗粒引入的方法,采用原位合成和平压浸渍工艺在纤维表面形成微纳米无机颗粒,降低纤维表面微孔数量,减少复合制备过程中“空穴”产生,从而改善复合材料界面相容性,提高复合材料综合性能。 （3）竹塑复合材料生产应用。 针对竹塑制品产业化的难题,着眼产品加工、安装连接、景观建筑、室外装饰四大方向构建了技术体系,开发出可用于“公用景观建筑设施、园林景观建设、室外装饰”等多个行业和领域的新产品与实用技术。 （4）竹塑复合材料行业标准。 目前国内竹塑复合材料生产企业少、行业规模小和企业标准各自为政,不利于竹塑复合材料质量管理和产业发展,从而造成国内市场和国际贸易混乱。针对此难题,该项目制定了该领域首个国家林业行业标准 LY/T 2565-2015《竹塑复合材料》。 项目实施以来,培养博士生5名,硕士生6名;授权专利 15件（发明9件、实用新型6件）;制定相关国家林业行业标准1项;发表学术论文近40篇,其中SCI收录13篇,EI收录8篇。 该项目技术在安徽森泰木塑集团股份有限公司等企业进行了推广应用,成功应用于140条生产线,实现了大规模生产,提供了620个就业岗位。 该项目主要应用企业近3年竹塑复合材料新增产量近20万吨,新增产值近12亿元,新增税收近1亿元;消耗竹子加工行业剩余物竹屑约73.2万吨,减排竹屑燃烧产生的颗粒物约6.1万吨、二氧化碳约9.15万吨,经济、社会、环境及生态效益极其显著。