（木材科学与技术专业论文）竹质OSB削片技术及工艺学研究.pdf

摘要 在科技部国际科技合作重点项目4 竹质o s b 削片技术与设备研究”和国家林业局 “9 4 8 ”项目“竹材o s b 刨片关键技术引进”的支持下，针对竹质o s b 削片技术及相 应的工艺学问题开展了系列的研究工作。 1 阐述了我国竹材资源的优势及竹质定向刨花板( b o s b ) 的发展前景，分析并提 出了制造b o s b 的技术难点，指出竹材削片技术是亟待解决的关键技术问题。对应用竹 材制造b o s b 进行了调查性研究，在此基础上，进一步分析了用楠竹制造b o s b 的可行 性和优越性。分析结果表明应用优势资源的楠竹制造b o s b 发展前景广阔。 2 对竹材切削方式的研究结果表明：( 1 ) 按竹材3 剖面方向，竹材切削方式可分为 横向切削、纵向切削及端向切削3 类，可细分为横i 型切屑、横型切屑、纵i 型切 屑、纵i i 型切屑、端i 型切屑、端型切屑6 种类型。( 2 ) 竹材的切削质量主要受竹材 密度、竹材含水率、切削厚度、不同切削面等因素的影响。( 3 ) 切削力主要受受竹材物 理性质及主要切削参数的影响。 3 以湖南楠竹为基材制造b o s b ，研究了不同竹刨花形态参数对b o s b 性能指标的 影响，通过分析得出：( 1 ) 在设计的试验范围内，竹刨花的b o s b 的性能指标均能达到 中国林业行业标准的要求，但仍体现出不同厚度、长度尺寸的竹刨花形态参数对b o s b 性能的影响；( 2 ) 当竹刨花尺寸为长度1 1 0 1 2 0 m m 、厚度o 6 o 8 r n m 时，所制作的 b o s b 的性能指标最优。 4 研究了热压温度、热压压力及热压时间等热压工艺参数对b o s b 性能指标的影 响，通过分析得出：( 1 ) 当热压温度为1 6 0 c 时试板的性能指标最好，温度过高或过低 均会使b o s b 板材性能指标呈一定程度的下降；( 2 ) 当热压压力较低( 2 1 、2 3m p a ) 时，b o s b 力学性能指标均较差；随热压压力的增加，b o s b 板材力学性能指标明显提 高，但板材密度也随之提高，致使板材原料消耗增加，成本上升。( 3 ) 当热压时间为 7 0 s r a m 时，b o s b 的各项性能指标均为最优。 5 探讨了胶黏剂施胶量及相应工艺条件对b o s b 性能的影响，同时，采用扫描电 子显微镜( s e s m ) 、傅里叶变换红外光谱仪( f t i r ) 对竹质刨花与酚醛树脂胶黏剂的界 面以及胶黏剂的分布状态进行了分析。采用酚醛树脂胶黏剂试制b o s b 的优化工艺条件 为： 施胶量：竹刨花质量的6 r 8 ( 固体) 旅胶方式：喷胶 刨花规格：长宽厚= 1 l o - - 1 2 0 m m x 9 l s m m o 6 4 ) 8 m m 热压温度：1 6 0 热压压力：2 5m p a 热压时间：7 0 s r a m 东北林业大学博士学位论文 采用水性异氰酸酯胶黏剂试制b o s b 的优化工艺条件： 刨花含水率：l ( f 6 施胶量：4 5 交联剂主剂比：1 5 ：8 5 施胶方式：喷胶 刨花规格：长宽厚= i f 0 - - 1 2 0 m i n x 9 1 5 m m x 0 6 旬8 m m 热压温度：1 6 0 热压压力：2 5 m p a 热压时间：4 0 s r a m 6 b o s b 削片机方案设计。主要探讨制作竹材o s b 加工工序相关问题，分析了影 响竹材削片质量和产量的相关因素。对主要设备和设施进行了设计和分析，主要结果如 下： ( 1 ) 为了提高竹材的综合利用价值，优化生产工艺，将毛竹进行定段分级，利用 次、小、梢竹材制造b o s b ； ( 2 ) 预处理设备是保证竹材定向削片的关键环节之一，包括竹材截段分级、纵向破 竹( 开片) 、去内节( 内隔) 、定向排列组坯设备； ( 3 ) 为实现竹材毛坯自动化定位排列，设计了定向排列自动识别与纠正系统，用于 生产线中实时检测，及时调整毛坯正反位置，实现相同方向依次自动排列； ( 4 ) 竹材定向削片技术的主要难点为：当竹材定向排列送入竹材削片机后，如何 将竹条夹紧定位，防止其在切削过程中出现较严重的松动、散乱，保持较理想的方向排 列；如何减少切削过程中竹刨花的破碎是重要技术难点，因竹材具有纤维间结合强度 低的特性，在切削形成竹刨花过程中，一旦竹刨花受到横向力的作用或撞击，易出现碎 裂现象。 ( 5 ) 设计了适合竹材制作b o s b 的削片机方案。采用外环式横i 型削片原理，在切 削过程中，通过刀环内浮动上压板、刀环内固定下压板和固定的弧形靠板的定位作用， 实现定厚定长切削。 ( 6 ) 设计削片机刀片为2 种：切削刀片( a 型) 和定长划线刀片( b 型) 。切削刀片 的作用是将竹刨花从竹毛坯上切下，但在竹刨花被切下之前已被定长划线刀片在竹材表 面划出一定深度的槽沟，切断竹材纤维，使被切削下的竹刨花自然形成分段状态。 ( 7 ) 削片机进料系统结构由进料槽板、压料辊、弹簧支座、可浮动砧铁、进料输送 链毯、迸料萼区动辊、压辊弹簧等组成，以确保竹毛坯在加工中准确定位和牢固不动。 关键词竹材、定向刨花板、削片技术、工艺学 a b s t r a c t u n d e rt h ef a n a c i a ls u p p o r to f p r o j e c t f l a k i n gt e c h n i q u ea n de q u i p m e n td e v e l o p m e n tf o r b a m b o oo r i e n t e ds t r a o d s b o a r dm a n u f a c t u r e ”f r o mm i n i s t r yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , a n d 9 4 8 p r o j e c t o f o v e r s e a - i n t r o d u c e d k e yf l a k i n gt e c h n i q u e o fb a m b o oo r i e n t e d s w a n d s b o a r d f r o mt h es t a t ef o r e s t r ya d m i n i s t r a t i o n , t h i st h e s i sh a sd i s c u s s e ds e r i e so f c r i t i c a lp r o b l e m so nt h ef l a k i n gt e c h n i q u ea n dm a n u f a c t u r eo fb a m b o oo r i e n t e ds t r a n d s b o a r d ( b o s b ) l1 1 ”a d v a n t a g eo fb a m b o or e s o t l r c c si nc h i n aa n dt h ef u t u r ed e v e l o p m e n to fb o s b w e r ea d d r e s s e d n 把k e yt e c h n i q u ep r o b l e m si nb o s bm a n u f a c t u r ew e r ca l s oa n a l y z e d i tw a s p o i n t e do u tt h a tb a m b o of l a k i n gt e c h n i q u ei sa uu r g e n tp r o b l e mt ob es o l v e d b a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o no nb o s bm a n u f a c t u r e ，t h et h e s i sa l s oe x p l o r e dt h ef e n s i b i f i t ya n da d v a n t a g eo f b o s bm a n u f a c t u r eu s m gm o s ob a m b o o ( p h y l l o s t a c h y sh e t e r o c y c l a c v p u b e s c e n ) 1 1 l er e s u l t i n d i c a t e dt h eb r i g h td e v e l o p m e n tf u t u r ei nb o s bm a n u f a c t u r eu s i n gm o s ob a m b o ol i 络嗽韶 2 1 1 圮r e s u l t so fb a m b o of l a k i n gm e t h o di n d i c a t e dt h a ta c c o r d i n gt ot h et h r e es a w i n g d i r e c t i o n s ，f l a k i n gm o d e sw c l el a t i t u d i n a l - c u tf l a k i n g ，l o n g i t u d i n a l - c u tf l a k i n ga n dc r o s s - c u t f l a k i n g i ta l s oc o u l db ed i v i d e di n t os i xd e t a i lm o d e s ：l a t i t u d i n a l - c u ti 1 a t i t u d i n a l c ：i 吐i i , l o n g i t u d i n a l - c u ti ，l o n g i t u d i n a l - c u th ，c r o s s - c u ti ，a n dc r o s s - c u ti i t h eq u a l i t yo fb a m b o o f l a k i n gw a sm a i n l yi n f l u e n c e db yb a m b o od e n s i t y , b a m b o om o i s t u r ec o n t e n t , f l a k i n gt h i c k n e s s , a n df l a k i n gd i r e c t i o ne t c 1 1 圮c u t t i n gf o r c ew a sm a i n l ya f f e c t e d b yb a m b o om e c h a n i c a l p r o p e r t i e sa n dc u t t i n gp a r a m e t e r s 3 t h i st h e s i sd i s c u s s e dt h em a n u f a c t u r eo fb o s bu s i n gm o s ob a m b o ow h i c hp l a n t e di n h a n a np r o v i n c e ，1 1 地e f f e c t so fv a r i o u sd i m e n s i o n a lp a r a m e t e r so fb a m b o os t r a n d so nb o s b p a n e lp r o p e r t i e sw e r ci n v e s t i g a t e d 1 1 ”r e s u l t ss h o w e dt h a ta l lt h eb o s bp r o p e r t i e sc o u l d m e e tt h ed e m a n do fc h i n e s es t a n d a r d 1 1 把e f f e c t so fs t r a n dt h i c k n e s sa n dl e n g t hv a r i 撕o no n b o s bp r o p e r t i e sw r ef o u n d n eo p t i m u ms i z eo fs t r a n d sw a $ l1 0 1 2 0 m mi nl e n g t ha n d 0 6 o 8 m mi nt h i c k n e s s 4 t h ee f f e c t so f h o tp r e s s i n gt e m p e r a t u r e h o tp r e s s i n gp r e s s u r ea n dh o tp r e s s i n gt i m eo n t h ep r o p e r t i e so fb o s bw e r ed i s c u s s e di nt h es t u d y w h e nt h et e m p e r a t u r er e a c h e dt o1 6 心c t h ep a n e lh a dt h em o s ts u p e r i o rp r o p e r t i e s o t h e r w i s e ，i tw o u l dd e c l i n e b o s bs h o w e di n f e r i o r p r o p e r t i e s 鹊t h ep r e s s u r ew a sl o w e r ( e g 2 1o r2 3m p a ) i nt h ec a o fh i o rp r e s s i n g p r e s s u r e ，t h ep a n e lp r o p e r t i e sw c i i gi m p r o v e dw i t hi n c r e a s i n gp a n e ld e n s i t y h o w e v e r , t h i s w o u l dc a l 1 锄i n c r e a s i n go fp r o d u c tc o s ta n dm a t e r i a lc , o u s u l d _ p t i o n v h e nt h eh o tp r e s s i n g r e a c h e dt o7 0 s m a n ，t h eb o s bp r o p e r t yw a st h eb e s t 5 n ei n f l u e n c eo fa d h e s i v ea n dr e s p e c t i v et e c h n i q u ec o n d i t i o nw me x a m i n e d 1 1 圮 h i i n t e r f a c eb e t w e e nb a m b o os t r a n d sa n da d h e s i v e ，a n dt h er e s i nd i s t r i b u t i o no nb a m b o os t r a n d s w e r ea n a l y z e db yu s i n gs e s m , f r i 艮 1 1 璩o p t i m u mt e c h n i q u eo f u s i n gw a t e r - 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p a r t so f b a m b o ow e r ea l s ou s e dt op r o d u c eb o s b ( 2 ) i nt h es y s t e mo fo r i e n t e df l a k i n g ，t h ed e v i c e sf o rp r e t r e a t m e n t 玳t h ek e y , i n c l u d i n g b l o c kc u t t i n ga n dc l a s s i f i c a t i o n ，l o n g i t u d i n a lb r e a k i n g ，i n n e rn o d e se l i m i n a t i n g ，a n do r i e n t e d a r r a n g e m e n to f b a m b o op i e c e s ( 3 ) f o rt h er e a l i z a t i o no fa u t o a l i g n m e n t , t h ea u t o i d e n t i f y i n ga n da u t o - c o r r e c t i n gs y s t e m s w e r ed e s i g n e dt oa p p l yi nr e a l - t i m et e s t i n go fp r o d u c t i o nl i n e rc o u l db eu s e dt oa d j u s tt h e r i g h tp o s i t i o no ft h es u r f a c ea n db a c ko fb a m b o op i e c e s a n dt om a k es l 珊t h e i ra u t o m a t i c a r r a n g e m e n ti nt h es 锄ed i r e c t i o n 。 ( 4 ) mk e yp r o b l e mi no f i e n t e g if l a k i n gw a sh o wt of i xt h ep o s i t i o no fb a m b o op i e c e s w h e ni tw a sf o r c e dt of e e do r d e r l yi n t oc h i p p e rt oa v o i dt h e i rm o v i n gw h i l ef l a k i n g a n o t h e r p r o b l e mw f l 8h o wt oa v o i ds t r a n d ss m a s h i fs t r a n d sw e r es t r i c k e ni nl a t e r a l ，t h e yw e t ee a s i l y c r u s h e dd u et ot h el o w e rb o n d i n gs ；t r e n g t hb e t w e e nb a m b o of i b e r s ( 5 ) t h es c h e m a t i cd e s i g no fs t r a n dc h i p p e rs u i t a b l ef o rb o s bm a n u f a c t u r ew a sp r o p o s e d i v a c c o r d i n gt ot h el a t i t u d i n a l c u ti ，f l a k i n gm e c h a n i s mo fo u i l 玎s h e l lw a sc h o o s e n , a n dt h e f l a k i n gw i t hf i x e dl e n g t ha n dt h i c k n e s sc o u l db ep o s s i b l eb yf l o a t i n gu p p e rp r l 络sp l a t e ，f i x e d l o wp r e s sp l a t ea n df i x e dc u r v e dp o s i t i o nb o a r di nt h eb l a d er i n g ( 6 ) t w ot y p e so fc h i p p e rk n i v e sw e l t d e s i g n e d , i e ，c u t t i n gk n i f e ( t y p ea ) a n ds c o r i n g - k n i f e ( t y p eb 1f o r f i x e dl e n g t hf l a k i n g t h ef u n c t i o no f c u t t i n gk n i f ew a st oc u tb a m b o os w a n d s f r o mab a m b o op i e c e b e f o r et h e yw e r t ：c u to f f , as c o r i n g - k n i f ew a su s e dt op r e c u tad e e p g r o o v ei nt h eb a m b o op e i c et os e c t i o nt h es t r a n d s ( 7 ) t h ef e e d i n gs y s t e mo fc h i p p e rc o n s i s to ff e e dp l a t e ，p r e s sr o l l e r , s p r i n gs u p p o r t , a n d f l o a th a m m e r i n gi r o n , f e e dc h a i nb l a n k e t , f e e df o r c e dr o l la n dp r e s s 酃，i i l l ge t ct ok e e pb a m b o o p i e c e sp o s i t i o n i n ga n df i x i n g k e y w o r d sb a m b o o ；o s b ；f l a k i n g ；t e c h n i q u e v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘韭签些盘鲎或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均己在论文中作了明确 学位论文作者签 签字日期d 肋7 年多月拉日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解壅a 堡签些盘堂有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权 塞些签些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字日期：叩年多月z z - e 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名：易巧一缪 签字日期：加7 年石月哆日 电话： 邮编： 1 绪论 1绪论 1 1引言 定向结构刨花板( o r i e n t e ds t r a n db o a r d ，缩写：o s b ) 是主要的建筑工程结构材料 之一。它作为木质结构房屋的墙体材料，地板底衬材，工字梁腹材等被广泛应用于建筑 领域。近年来由于o s b 主要原材料价格的持续上涨，o s b 生产成本逐年增高，开发利 用可替代原材料对o s b 生产具有十分重要的意义。国外o s b 生产已呈现原料供应不足 状况，中国o s b 制造业正处于起步阶段，将来也会面i l 每原料短缺问题。 竹子在我国南方及世界许多地区分布广阔，资源十分丰富。我国竹材面积、蓄积量 和产量均居世界之首，被誉为“第二森林资源”。我国2 7 个省市有竹林分布，竹林总面 积4 2 0 万h m 2 ，年产量1 8 0 0 万t ，发展竹材加工产业，利用竹材资源具有重大潜力。木 材、竹材、农作物秸秆作为木材工业的主要原料，三者相互补充、相互替代，有利于保 证我国木材工业健康、稳定、持续地发展。竹材资源是绿色环保型原材料，同时又是可 再生、循环利用的资源材料，是未来材料和能源的可靠来源，蕴藏着极大的开发潜力。 与树木相比，竹子具有一次成林，长期利用，生长快，成材周期短等特点。竹材纤维 长，一般相当于木材纤维的3 0 0 4 0 0 倍，具有强度高、方向性明显等特点，是替代木 质工程材料的较佳材料。目前，无论是在产品成本还是性能等方面，竹材与木材相比都 具有较强的市场竞争力。 木质o s b 在欧美已很普遍用于建筑、装潢及车船制造业等1 1 1 。我国2 0 世纪9 0 年代 中期开始木质o s b 的研制究开发，但在竹材o s b 产品开发方面尚属空白。通过分析竹 材的理化性质和采用毛竹进行压板试验，结果表明竹材极有可能替代木材成为制造o s b 的一种新原料。开发利用竹材纤维资源、研究利用制造竹材定向刨花板( b o s b ， b a m b o oo r i e n t e ds t r a n db o a r d ) 的工艺技术，对于充分合理利用自然资源，缓解我国木 材供需矛盾，降低o s b 生产成本，及提高o s b 的工程性能具有十分重要的意义。 制造b o s b 的大部分工艺技术可参照木质o s b 的制造工艺，但这两种产品的原料 生理结构和物理形态差别很大。因竹材具有中空、锥形、内部竹节( 竹隔) 和竹青竹黄 性能差异大等特点，无法采用现行的木质原料削片技术与设备制作理想的竹刨花，因此 竹材削片技术与设备成为制造b o s b 的关键环节，研究竹质o s b 削片技术及工艺学原 理，可为b o s b 进一步的工业化提供科学依据。 1 1 1 生物质复合材料发展迅速 关于复合材料的定义问题，至今学者尚来形成一个比较一致的看法，国际标准化组 织曾在塑料名词术语定义中把复台材料定义为“由两种以上物理和化学上不同的物质组 合起来而得到的一种多相固体材料。多相体系和复台效果是复合材料区别于其它材料的 特点 2 1 。 东北林业大学博士学位论文 我国生物质复合材料发展迅速，应用日渐普及化。本文所指生物质复合材料是指以 植物纤维为基本组元的合成材料，主要分为木质复合材料和非木质复合材料。 木质复合材料正是通过利用木材与其它材料的复合效果，一方面尽量保持着木材的 特性，另一方又进一步改善木材的应用性能，以提高木材的利用率，扩大木材的使用范 尉和延长木材的使用寿命，来满足社会生产和人类生活的需要。尽管木质复合材料在木 质材料家旌中仅仅是名年轻的成员，但是木质复合材料技术不仅是木材工业的研究热 点，而且极大地推动着木材工业的发展，是木材工业的发展方向。从过去的经验来看， 木质复合材料技术不是盲目、孤立发展的，而是为了满足社会生产和人类生活的需要， 是与其它材料技术协调发展的，是整个材料科学发展的结果。材料科学的发展促进了木 质材料科学的发展，现代复合材料科学的进步推动了木质复台材料科学的进步，复合材 料是材科革命的方向，同样，木质复合材料也将是木质材料的发展方向翰。 非木材人造板主要包括以下几大类产品：农业剩余物秸秆人造板，主要包括以秸秆 为原料的刨花板、中密度纤维板等产品；竹材人造板，主要包括竹材集成材、竹材胶合 板、竹材层积材等产品；沙生灌木人造板，主要包括以沙生灌木为原料的刨花板和中密 度纤维板；木材与无机物复合人造板，如水泥刨花板、水泥纤维板、石膏刨花板和石膏 纤维板等；木材与有机合成物复合人造板，如木塑复合人造板等。菲木材人造板自s o 年代以来在我国得到了快速发展，特别是竹材人造板、沙生灌木人造板及部分农业剩余 物秸秆人造板目前已经形成了比较成熟的产业化生产技术，并在较大范围得到推广，取 得了显著的经济效益和社会效益【3 】。我国自7 0 年代起研制竹材人造板，经过3 0 年的发 展，开发了竹编胶合板、竹材胶合板、竹帘胶合板、竹篾层压板、竹地板、竹材碎料 板、覆膜竹胶合板水泥模板、竹材碎料复合板、竹材木材复合板等，产品主要用作车厢 地板、建筑模板、包装箱板、家具用材、地板、装饰板等。 1 1 2世界o s b 原料供需状况 o s b 是近2 0 年人造板家族中发展最迅速的板种，目前世界o s b 的主产区为北美和 欧洲地区。北美定向刨花板一直市场趋好，主产国为美国和加拿大，北美定向刨花板生 产企业7 0 余家，平均年生产能力突破4 0 万m ，纽。北美以外的世界各地定向o s b 生产 能力仅为北美地区生产能力的六分之一左右。据美国a a p a 报道，2 0 0 4 年世界o s b 的 消耗量约为1 9 9 4 年的2 5 倍，1 0 年间翻了一番半。此外o s b 所需求的原料比刨花板和 m d f h d f 所需求的原料要求高，因此导致了o s b 原料越来越吃紧。 2 0 0 4 年美国o s b 厂共消耗了约2 5 7 0 万t 木料。虽然此消耗量己创了纪录，但与制 浆造纸的2 3 亿t 相比，还是很少的。而且，制材厂、胶合板厂和其他厂还有大量材料 可供。o s b 用料增长速度也比制浆造纸业快。2 0 0 1 2 0 0 4 年，美国南方o s b 用料增加 2 8 0 万t ，达1 8 1 0 万t ，美国北方2 0 0 4 年用料7 6 0 万t ，比2 0 0 1 年增加了4 。现在新 建的o s b 厂比9 0 年代规模大许多。j m h u b e rb r o k e nb o wo k l al o u i s i a n ap a c i f i c 和 t h o m a s v i u el a 用料都达每年1 0 0 万t ，o a k d a l e ，l a 达到1 1 0 t t ”。由于原料供应不足，导 i 绪论 致很多o s b 工厂不能全力开工，比如在欧洲只有1 1 家o s b 生产企业在运转，近l o 年 很多工厂开工率在9 0 以下，但o s b 市场正在发展中。2 0 0 3 年欧洲o s b 产量为2 8 亿 舻，开工率为8 1 t 4 j 。 1 1 3 未来我国o s b 原料资源不足 我国9 0 年代中期开始研制国产化木质o s b 生产线，但在竹材o s b 产品开发方面尚属 空白，亟需研发先进的竹质o s b 生产技术，促进非木质人造板产业的发展，替代和节约 更多的林木资源。中国现有6 家o s b 生产企业，总生产能力为生9 0 0 0 万舻，但实际产量 不到上述数量的一半。中国每年约进口l 亿伊的o s b ，将来潜在的年需求量可能达到 2 0 3 0 亿斛“。随着国民对o s b 特有的隔音隔热、重量轻、强度高、易加工等优点的认 识提高，o s b 在建筑和楼宇装潢等方面将得到广泛的利用，o s b 的需求量和产量会迸一 步提高，原料的需求将成为制约行业发展的瓶颈。 由于近百年来对天然林的过量采伐，国家实施天然林保护工程，可采伐的森林资源 逐步减少，大径级、优质材供应急剧下降。竹材o s b 在绝大多数用途中可替代木材， 甚至用途更广、性能更佳。每立方米的竹材o s b 可代替3 时的优等原木，而生产每立 方米的竹材o s b 仅需1 3 1 8 m 3 的竹片原料( 实体物质) 。因此，发展竹材o s b 的生 产是解决木材供需矛盾的有效途径之一，更可节省林木资源，有利于促进我国林业“六 大工程建设”，符合林业发展的“生态建设、生态安全、生态文明”战略思想。 1 2 中国的竹子资源优势 竹材是造纸和人造板原料资源中很重要的一类。目前全球竹子资源总面积约2 2 0 0 万h m 2 ，主要分布在3 大竹区：即亚太竹区、美洲竹区和非洲竹区，有些学者单列“欧 洲、北美引种区”。亚太竹区是世界最大的竹区 5 1 。南至南纬4 2 。的新西兰，北至北纬 5 r 的库页岛中部，东至太平洋诸岛，西至印度洋西部，有竹子约5 0 个属，9 0 0 多个品 种，其中有经济价值约1 0 0 多种。主要产竹国家有中国、印度、缅甸、泰国、盂加拉、 柬埔寨、越南、日本、印尼、马来西亚、菲律宾、韩国、斯里兰卡等。 1 2 1 我国竹子种类 襄1 - 1中国与世界竹类资源比较 t a b 1 1b a m b o ol e s o u l v * o l lc o m p a r i n gb e “v nc h i n aa n dt h ew o r l d 我国正处于东南亚季风气候，地域辽阔，气候变化复杂，地理资源丰富，是世界上 竹子资源最丰富的国家之一，有竹类植物4 8 个属5 0 0 余种，约占世界竹类植物属和种 东北林业大学博士学位论文 的5 0 ( 世界7 9 属，1 2 0 0 多种) 。我国竹子种类、竹林面积和蓄积量均居世界之冠， 素有“竹子王国”之称。据全国第六次森林资源调查统计，全国现有竹林面积4 8 4 2 6 万 h m 2 ，比第五次清查的4 2 1 0 8 万h m 2 增加6 3 1 8 万h m 2 。具有较高经济利用价值的毛竹 ( p h y l l o s t a c h y sp u b e s c e n s ) 林面积有3 0 0 万h r n 2 ，占7 0 左右。主要产竹的南方1 3 个 省区竹林面积1 0 万h m 2 以上的县( 市) 有1 3 0 多个。 1 2 。2我国竹子资源分布 从我国竹子的地带性分布看，大致可分为4 个竹区【6 】： 北亚热带竹区，主要有湖北、安徽、河南、山东、山西、陕西等省份，代表竹属是 剐竹属( p h y l l o s t a c h y s ) 、苦竹属( p l e i o b l a s t u s ) 、箭竹属( s i n a r u n d i n a r i a ) 、青篱竹属 ( a r u n d i n a r i a ) 、赤竹属( s a s a ) 等。 中亚热带竹区：主要省份有福建、浙江、江西、湖南、贵州等，主要的代表竹属有 刚竹属，苦竹属，短穗竹属( o l o g o a t a c h y u m ) 、大节竹属( i n d o s a ) 。 南亚热带竹区：主要的省份有广东、海南、福建、广西、台湾等，该区竹种数量较 多，主要以丛生竹为主，其代表竹属有刺竹属( b a m b u s a ) 、牡竹属( d e n d r o c a l a m u s ) 、酸 竹属、茶秆竹属、藤竹属( d i n o c h l o a ) 、巨竹属、单竹属( l i n g n a n i a ) 、梨竹属 ( m e l o c a n n a ) 、滇竹属( o x y t e n a n t h e r a ) 等竹种。 西南高山竹区：主要省份有四川、云南、广西、贵州等，主要的竹属方竹属 ( c h i m o n b a m b u s a ) 、箭竹属、筇竹属、玉山竹属( y u s g a n i a ) 、慈竹属等( n e o s i n o ) 。 1 2 3以用材为主的竹子 虽然我国竹类资源丰富，但作为以用材为主的经济竹种被广泛开发利用的并不多， 目前大多数竹种尚处于野生状态，经过笔者对湖南、福建、浙江、安徽等竹类主产区的 调查发现，目前开发利用最多的用材竹材为毛竹( 又称楠竹) 。 由于毛竹具有易于繁殖、生长迅速、高大挺拔、竹筒壁厚、材质均匀等特点，得到 了广泛的栽培利用。我国人工竹林面积在世界上排第一位，主要以栽培毛竹为主，福 建、江西、浙江、湖南4 省的竹林面积占全国的1 2 ，毛竹占8 0 以上。人们对毛竹的 认识和利用是个发展过程，学者们一开始将其定为竹子的一个变种：p h y l l o s t a c h y s h e t e r o c y c l a v a t p u b c s e v n s ，后来又把它划为单独一个竹种：p h y l l o s t a c h y sp u b e s c e n ，而 近几年也有人认为毛竹是一种栽培变型，应定名为：p h y l l o s t a c h y sh e t e r o c y c l a c v p u b e s c 蛆【6 】。 1 3 楠竹生长过程及微观构造 1 。3 1楠竹生长过程 楠竹春季发笋，第一年生长中主干基本达到成竹高度、胸径基本达到成竹粗度，但 竹材壁厚和纤维化程度尚不及成竹厚和完善。楠竹的纤维壁厚由竹黄至竹青逐渐增至最 大，然后略有减小；同竹层微管束的纤维壁厚变异性不显著；异龄竹对应部位纤维壁厚 i 绪论 随竹龄的增加呈对数形式增长，且低龄竹的壁厚增长速度较快，至7 龄时增长较慢【刀。 楠竹在生长过程中化学成分也发生变化，主要分为3 个阶段嘲： ( 1 ) 增长期。l 至4 年生楠竹的抽出物含量较高，综纤维素含量基本稳定在一定水 平，木素含量随竹龄不断增长。此竹龄段的楠竹处于低分子量物质向大分子量物质合成 的时期，即木素、综纤维素等大分子物质增长的时期。从化学成分的变化趋势上看，可 认为4 年生以下为楠竹材质增长期： ( 2 ) 稳定期。5 年生楠竹的抽出物总含量最低，而综纤维素的含量最高，木素含量也 较高。5 至7 年生楠竹的综纤维素、术素都稳定在较高水平。从分子水平上看此年龄 段的竹材化学成分中大分子量物质所占比重最大，竹材处于材质生长的稳定期； ( 3 ) 下降期。8 年生楠竹的综纤维素含量降低、灰分及抽出物含量增加，说明楠竹合 成大分子量物质的能力下降，楠竹的材质生长进入下降期。竹秆不同高度部位的各种抽 出物含量，从根部到梢部逐渐减少，主要大分子物质综纤维素、木素、戊聚糖的含量变 化不明显。 楠竹采