广东麻竹制备竹重组材可行性*

马红霞王裕霞曹永建何雪香陈利芳李兴伟张增锐

（广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

广东麻竹制备竹重组材可行性*

马红霞王裕霞曹永建何雪香陈利芳李兴伟张增锐

（广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

以梅州市丰顺县埔寨镇(粤东)、云浮市新兴县簕竹镇（粤西）、英德市英红镇（粤北）3个产地的麻竹（Dendrocalamus latiflorus）为研究对象，从竹秆形态、竹材疏解效果和压制的板材性能3方面对广东省麻竹制备竹重组材的可行性进行了分析。结果表明，英德地区麻竹尖削度和竹壁厚度最小，其次是新兴和丰顺地区的麻竹；英德和新兴地区麻竹竹秆平均利用长度为10 m左右，丰顺地区麻竹为7.5 m左右；3个地区麻竹疏解得到的竹束吸水率均大于100%；压制的竹重组材吸水厚度膨胀率（TS）、弹性模量（MOE）、静曲强度（MOR）和水平剪切强度（HSS）均达到合格品以上等级，麻竹重组材的吸水厚度膨胀率、弹性模量和静曲强度优于毛竹重组材；英德和新兴地区麻竹压制的竹重组材性能优于丰顺地区的麻竹重组材。

麻竹产地；竹壁厚度；尖削度；竹重组材；物理力学性能

竹重组材是在保持原有纤维排列方向、保留竹材基本性能的前提下，设计开发的一种新型复合材料，可广泛用于户外平台、栈道、建筑结构材料等多个领域[1]，是近几年来迅速发展起来的一种高附加值产品。目前竹重组材用原材料主要沿用我国产业化应用起步最早的毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens）[2-3]，后续也有针对慈竹（Neosinocalamns affinis）、寿竹（Phyllostachys bambusoides）等多个竹种的研究[3-5]，但未发现麻竹（Dendrocalamus latiflorus）用于竹重组材制备方面的报道。

麻竹是我国南方综合性状最为优良的笋用丛生竹种，是粤东、粤北、粤西山区的优先种植发展品种[6]。根据笔者初步调查，广东省约有麻竹林100多万hm2，年产竹材100多万t。但由于麻竹一直以来以笋用为主，竹材的开发利用未得到重视。每年砍伐的大量竹材，除少部分地区用于造纸外，大部分地区丢弃在竹林里，造成竹材资源严重浪费。为此，本文对广东省不同产地麻竹制备竹重组材进行研究，以期在提高麻竹综合利用效益的同时，发挥本地竹材资源优势，推动麻竹材产业规模化利用，促进广东竹产业转型升级。

1 材料与方法

1.1 试验材料

麻竹材竹龄为3～4 a，采自梅州市丰顺县埔寨镇、云浮市新兴县簕竹镇、英德市英红镇3个广东麻竹主产地。从每个产地选择3块典型样地，每个样地采伐6株麻竹材。样株齐地伐倒后截成长2.5 m竹段，直至小头竹壁厚度降到4.5 mm左右。毛竹竹束的平均含水率为10%，取自安徽宏宇竹业科技股份有限公司。酚醛树脂（PF）固含为52.19%，粘度66.5 cps，取自太尔胶粘剂（广东）有限公司。

1.2 主要设备

竹材疏解机、热压机、DK-8AD型电热恒温水槽、AGS-X-100KN万能力学试验机。

1.3 试验方法

1.3.1 麻竹竹秆形态测量测量每根竹段大头的竹壁厚度、每根竹段中间部位的径级、竹秆胸径、竹秆小头直径，测量时避开竹节部位。评估麻竹材的尖削度和竹壁厚度变化。其中尖削度计算方法为：竹秆胸径减去竹秆小头直径除以竹秆高度。

1.3.2 麻竹材疏解效果参考张亚慧等[7]的方法，将麻竹材疏解加工成竹束，放入烘箱干燥至含水率为5%，把竹束置于水中浸泡5 min，陈放10 min，计算竹束增重率，即为竹束吸水率，以毛竹为对照。竹束吸水率越高，竹束疏解效果越好。

1.3.3 麻竹材制备重组材性能评价将制备的竹束干燥、浸胶，压制成麻竹重组材。测试不同产地麻竹制备的竹重组材的相关物理力学性能，并与毛竹制备的竹重组材进行对比。板材的吸水厚度膨胀率和水平剪切强度根据GB/T 30364—2013《重组竹地板》[8]测量，板材弹性模量和静曲强度根据GB/T20241—2006《单板层积材》[9]测量。

板材设定施胶量为15%，热压温度135℃，热压压力20 MPa，热压时间1 s/mm，板材规格为60 mm×44 mm×20 mm，板材设定密度1.15 g/ cm3。

1.4 数据分析

采用Microsoft excel 2007 进行数据和图表初步分析，采用SAS9.0软件对数据进行方差分析和Duncan’s多重比较。

2 结果与分析

2.1 麻竹竹秆形态评价

从图1可以看出，麻竹竹壁厚度从竹秆靠近地面的20 mm左右降到梢部的5 mm左右。在竹秆高度2.5 m以下，3个产地麻竹根部的竹壁厚度差别明显，竹壁厚度从大到小依次为丰顺地区麻竹＞新兴地区麻竹＞英德地区麻竹；随着竹秆高度增加，3个地区麻竹竹壁厚度差异逐渐减小。根据竹重组材生产加工要求，竹壁厚度需大于5 mm，因此英德和新兴产地的麻竹竹秆平均利用长度约为10 m，丰顺产地麻竹竹秆平均利用长度约为7.5 m。整株竹秆竹壁厚度变化以产自英德地区的麻竹为最小，其次是新兴地区麻竹，丰顺地区麻竹竹壁厚度变化最大。

3个产地麻竹径级均随竹秆高度增加呈明显降低趋势，如图1所示。其中新兴地区麻竹整体径级最大，其次是英德地区麻竹，丰顺地区麻竹径级较小。对比竹秆尖削度指标，英德地区麻竹尖削度最小，为24.8%，其次为新兴地区麻竹，尖削度为36.7%，丰顺地区麻竹竹秆尖削度最大，为39.1%。

图1 广东省不同产地麻竹的竹壁厚度和竹秆径级

2.2 麻竹材疏解效果评价

竹材碾压疏解后得到的竹束是制备竹重组材的基本单元材料。竹束疏解效果直接影响胶粘剂在竹束中渗透的均匀性，是影响竹重组材性能的最主要因素。

图2 广东省不同产地麻竹疏解竹束吸水率

从图2测试结果看，3个产地的麻竹制备的竹束吸水率均大于100%；且高于同等条件下的毛竹竹束吸水率。方差分析结果表明，3个产地间的麻竹竹束疏解效果差异不显著。

2.3 麻竹制备竹重组材性能评价

将疏解的麻竹竹束施胶、干燥，压制成板材。根据标准测试麻竹重组材吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度和水平剪切强度4个物理力学性能，分析不同麻竹产地板材性能的差异，并与毛竹重组材进行了对比（图3）。

从试验结果可以看出，所有试样的吸水厚度膨胀率均低于10%，达到了标准规定的合格品要求；其中英德和新兴两个产地麻竹制备的重组材吸水厚度膨胀率小于5%，达到了优等品要求。弹性模量达到结构用材的240Eb级别，静曲强度达到本级别的合格品等级。水平剪切强度均大于12%，达到标准规定的优等品等级。

图3 不同产地麻竹制备的竹重组材吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度和水平剪切强度

方差分析和多重比较结果表明，麻竹重组材的吸水厚度膨胀率、弹性模量和静曲强度均优于毛竹重组材相关性能，且2个竹种板材间的吸水厚度膨胀率和弹性模量差异极显著（P＜0.01）；英德和新兴产区麻竹制备的重组材性能均优于丰顺产区麻竹，其中板材吸水厚度膨胀率在3个产地间差异极显著（P＜0.01）。两个竹种板材水平剪切强度差异显著（P＜0.01），毛竹重组材优于麻竹重组材。丰顺产区麻竹制备的竹重组材水平剪切强度低于其它两个产区，差异不显著。

3 结论

综合上述分析结果表明，英德和新兴产地的麻竹竹秆平均利用长度为10 m左右，丰顺产地麻竹竹秆平均利用长度为7.5 m左右；英德地区麻竹竹秆形态最好，其次是新兴地区麻竹和丰顺地区麻竹。

广东省这3个产地的麻竹可制备出疏解效果良好的竹束和具有优良物理力学性能的板材，且板材吸水厚度膨胀率、弹性模量和静曲强度均优于同等条件下的毛竹重组材。丰顺地区麻竹制备的竹重组材性能略低于英德和新兴地区麻竹，但板材性能也达到了重组竹材料相关标准要求。

[1]于文吉. 我国重组竹产业发展现状与趋势分析[J]. 木材工业, 2012, 26(1)∶ 11-14.

[2]王燕, 李贤军,吕建雄, 等. 重组竹制造用竹束的浸胶工艺优化研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2013, 33(10)∶153-157.

[3]余养伦. 高性能竹基纤维复合材料制造技术及机理研究[D]. 北京∶ 中国林业科学研究院, 2014.

[4]魏万姝, 覃道春. 不同竹龄慈竹重组材强度和天然耐久性比较[J]. 南京林业大学学报(自然科学版) , 2011, 35(6) ∶ 111-115.

[5]张亚慧, 孟凡丹, 于文吉. 白夹竹和寿竹制备竹基纤维复合材料初探[J]. 中国人造板, 2013, 20 (1)∶ 13-16.

[6]王裕霞, 潘文. 广东丛生竹产业发展对策探讨[C]//中国林学会, 中国林业科学研究院, 国际竹藤中心.竹业创新发展与“一带一路”建设高层学术研讨会论文集.[出版单位不详].2015∶ 208-213.

[7]张亚慧, 孟凡丹, 于文吉. 疏解次数对竹基纤维复合材料性能的影响[J]. 木材工业, 2011, 25 (5)∶ 1- 4.

[8]中国林业科学研究院木材工业研究所. 重组竹地板：GB/T 30364—2013[S]. 北京∶ 中国标准出版社, 2013.

[9]中国林业科学研究院木材工业研究所. 单板层积材：GB/T20241—2006[S].北京∶ 中国标准出版社, 2006.

Preparation Feasibility of Bamboo Scrimber Made by Dendrocalamus lati fl oruss in Guangdong Provincee

MA Hongxia WANG Yuxia CAO YongjianHE Xuexiang CHEN Lifang LI XingweiZHANG Zengrui
(Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou, Guangdong 510520, China)

Preparation feasibility of bamboo scrimber made by Dendrocalamus latiflorus cut from Fengshun region, Xingxing region, and Yingde region in Guangdong province were studied according to culm morphology, quality of bamboo scrimber boundle and physical and mechanical properties of the product. The result showed that bamboo with the best acuminate intensity and thickness variation was from northern Guangdong province in Yingde region，the followed was from Xingxing and Fengshun region respectively. The available length of bamboo culm from Yingde and Xingxing region was about 10 m, and in Fengshun region the length was about 7.5 m. The qualities of D. latiflorus bundles were great whose water absorption rate were above 100%. All of the TS, MOE, MOR and HSS of bamboo scrimber made by D. latiflorus achieved the standard request. But the properties of bamboo scrimber made by D. latiflorus cut from Yingde and Xingxing region were better than that cut from Fengshun region.

production area; thickness of culm wall; acuminate intensity; bamboo scrimber; physical and mechanical properties of bamboo scrimber

S781.9

A

2096-2053（2017）03-0008-04

广东省省级科技计划项目“丛生竹重组材制备关键技术研究”（2016B020203002）,广东省林业科技创新项目“麻竹良种选育及其重组材利用技术研究”（2015KJCX031）。

马红霞（1981— ），女，高级工程师，主要从事木材保护与木/竹基复合材料技术研究，E-mail∶ lkymhx@sinogaf.cn。

王裕霞（1966— ），女，副研究员，主要从事竹类栽培育种与资源开发利用研究， E-mail∶ 243737393@qq.com。