高性能竹基纖維復合材料

1、主題：高性能竹纖維復合材料(竹鋼) 1 材料簡介： 高性能竹基纖維復合材料主要是指以竹基纖維簾為基本構成單元按順紋理方向經(jīng)熱（冷）壓膠合而成的板材。高性能竹基纖維復合材料（竹鋼）是以我國南方地區(qū)大量生長的竹材資源為原料，通過纖維化竹束簾制備技術、酚醛樹脂均勻?qū)爰夹g、連續(xù)式網(wǎng)帶干燥技術、大幅面板坯鋪裝技術、成型固化技術等多項技術集成，實現(xiàn)竹基纖維復合材料的高性能和可調(diào)控，最終制造成高性能多用途竹基纖維復合材料。 2我國竹資源現(xiàn)狀 竹資源是我國森林資源的重要組成部分。占全國森林面積的4%5% 。我國竹資源無論竹林面積、竹子種類約各占1/4-1/3 。因此我國竹資源在世界上占絕對資源優(yōu)勢，被譽為“

2、竹子王國”。我國年產(chǎn)竹材總量為1 800萬t , 其中毛竹5 億多根, 約合800 萬 900 萬t , 商品竹材600 萬t 左右; 另外每年產(chǎn)雜竹1 180 萬t , 部分竹材用于造紙行業(yè), 大部分小徑竹以及雜竹沒有得到有效利用。3竹加工的傳統(tǒng)工藝 刨削工藝或者劈篾工藝去除竹青竹黃, 嚴重影響了竹材利用率。80 年代科研工作者曾經(jīng)嘗試采用多種方法解決該問題, 但始終未獲突破。竹材人造板的科研思路目前仍局限于以竹篾、竹條為基本單元, 至今尚無重大突破。90 年代初期, 曾經(jīng)有科研單位采用高溫軟化展平技術生竹材膠合板, 并將該技術推廣了數(shù)十家企業(yè), 但最終由于工藝復雜繁瑣、竹材利用率低等問題,

3、 在90 年代末期停止應用。 4 高性能竹基纖維復合材料的研發(fā)歷程： 在充分總結了前述竹材產(chǎn)品發(fā)展特點的基礎上,中國林科院木材工業(yè)研究所在國家重大科技支撐計劃的支持下, 集成多項關鍵技術, 開發(fā)出新一代竹材人造板產(chǎn)品。高性能竹基纖維復合材料的制造技術, 在不去竹青竹黃的條件下, 將竹材制造成纖維化單板加以利用, 既可以利用大徑級毛竹, 又可以利用小徑雜竹, 使竹材的利用率提高到90%以上。 5 高性能竹基纖維復合材料（竹鋼）采用純天然慈竹經(jīng)酚醛樹脂熱壓膠合而成，具有以下特點 高強度 低碳環(huán)保、凈化空氣 高耐候性 阻燃 使用壽命長6高強度 在制備過程中沒有打亂竹材纖維的排列方向，可以保持竹材原有

4、的高強度的特點。通過權威檢測：高性能竹基纖維復合材料的抗彎強度350MPa，抗拉強度達360MPa，抗壓強度140MPa，彈性模量30GPa，水煮膨脹率5%，由于竹鋼強度高、密度大，各項指標均已達到或超過了葉片基材和戶外板材的性能指標要求，同時，竹鋼也是建筑結構的理想選材。對于沖擊荷載及周期性疲勞破壞有很強的抵抗力，具有最佳的抗震性，竹鋼結構在各種條件下，均表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和結構的完整性。 7低碳環(huán)保 竹產(chǎn)業(yè)不僅僅是低碳產(chǎn)業(yè)，而更應該是負碳產(chǎn)業(yè)。通過環(huán)保加工工藝生產(chǎn)的“竹鋼”由我國資源豐富的可循環(huán)再生的慈竹、環(huán)保膠酚醛樹脂和水分組成，使用時無需特殊護理和保養(yǎng)，有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害

5、物質(zhì)。因為有了竹鋼，我國大量被閑置的小徑竹林將得到科學的管理和利用，非常有利于保護生態(tài)平衡和應對氣候變化。 8高耐久性和耐候性 由于其表面可著油、漆，使得竹鋼板材具有良好的耐久性和耐候性。能夠面對各種挑戰(zhàn)，堅固耐磨，即使在多雨、潮濕氣候下也不易變形，對氣候的適應能力較強，不會像混凝土工程一樣需要很長的養(yǎng)護期，另外，竹鋼板材還適應各種溫度條件作業(yè)，即使冬季施工也不受限制。是現(xiàn)代最經(jīng)久耐用的建筑材料一。9阻燃性強 高性能竹基纖維復合材料（竹鋼）為有機材料B1級（難燃），在燃燒碳化后一定時間內(nèi)保有一定強度無煙、毒氣產(chǎn)生。 10高性能竹基纖維復合材料主要用途 應用于建筑結構 室內(nèi)、外裝飾作為風電葉片用

6、于高檔家具 11應用于建筑結構 高性能竹基纖維復合材料是一種新型復合材料，相比于建筑結構用木材的力學性能受其缺陷（包含木節(jié)、斜紋、裂紋、生長環(huán)境等）等因素的影響，其力學性能具有良好的穩(wěn)定性，且強度力學性能也遠高于木材。 通過高性能竹基纖維復合材料在建筑結構領域的應用，部分代替結構用木材在木結構、鋼-木混合結構中的應用，逐漸實現(xiàn)木質(zhì)材料資源的自主化，推動我國新型、綠色建筑的進一步發(fā)展。 12室內(nèi)、外裝飾 由于高性能竹基纖維復合材料的高強度、耐候性能、良好地可加工性及表面良好地附著性，使高性能竹基纖維復合材料（竹鋼）被廣泛應用于地板、門窗、橋梁、花架、棧道等。成為當下最優(yōu)秀的室內(nèi)外裝飾材料之一。13 馬德里機場天花內(nèi)飾對竹材的全面應用，以及上海世博會有9 大竹材概念的場館，無不體現(xiàn)出了全球?qū)Φ吞辑h(huán)保的逐步重視。 14作為風電葉片 使用高性能竹基纖維復合材料作為葉片，加上合理的翼形設計，40米長的葉片完全可以避免使用碳纖維，從而降低原材料的成本。另外，竹材這種生物質(zhì)材料在生長過程中吸收了的二氧化碳要遠高于制造過程中帶 來的碳排放，可以形成負 碳排 放的產(chǎn)業(yè)鏈，同時， 其產(chǎn)品易于降解，便于回 收