杉木加工利用及發(fā)展探討

吳國(guó)東

摘要：基于我國(guó)杉木加工與利用現(xiàn)狀，在歸納與總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)于杉木加工利用及發(fā)展展開了深入地探討，提出了杉木加工利用與發(fā)展的有效路徑，以期為杉木加工利用行業(yè)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：杉木；加工利用；發(fā)展；探討

中圖分類號(hào)：TS652

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2017）14-0289-02

1 引言

杉木在我國(guó)用材樹種中占據(jù)重要地位，其生長(zhǎng)速度相對(duì)較快且干形通直圓滿，材質(zhì)也相對(duì)輕軟和細(xì)致。杉木的加工較為容易且紋理美觀，具備較為特殊的香氣，且不會(huì)出現(xiàn)翹裂的情況，具有較強(qiáng)的抗腐性與耐蛀性，被廣泛應(yīng)用于家具、造紙、建筑、木纖維與造船等多種工業(yè)領(lǐng)域，屬于優(yōu)良原材料?，F(xiàn)階段，我國(guó)杉木種植的面積較大，且在國(guó)內(nèi)多個(gè)省區(qū)分布。為此，進(jìn)一步研究杉木加工利用的相關(guān)問題具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 杉木加工利用的相關(guān)研究進(jìn)展

2.1 杉木木材材性的改良

2.1.1 密度改良

因杉木密度偏低且材質(zhì)較軟，所以大部分學(xué)者深入研究了杉木壓縮固定與密實(shí)化的處理方式。其中，王潔英等學(xué)者在氣干與飽水條件下，研究了杉木木材壓縮成型特性、熱處理杉木壓縮紅外光譜等內(nèi)容，與此同時(shí)，針對(duì)熱處理情況下的應(yīng)力松弛與壓縮固定原理等相關(guān)內(nèi)容展開了探討[1]。另外，劉君良等人通過對(duì)水溶性小分子量酚醛樹脂浸漬方法的合理利用，針對(duì)速生人工林杉木進(jìn)行有效地處理，在熱壓定型的作用下，增強(qiáng)木材的密實(shí)程度。除此之外，在開展?jié)舛炔煌臄?shù)值浸漬與壓縮率不同試驗(yàn)的過程中，針對(duì)密實(shí)化木材尺寸穩(wěn)定程度和具體的影響因素。在此基礎(chǔ)上，選擇使用脲醛樹脂與氨水涂布浸漬以后，再次進(jìn)行熱壓并采取整形處理的方式，進(jìn)一步增強(qiáng)杉木的密度與硬度等相關(guān)物理力學(xué)的性能。還有部分學(xué)者深入分析了杉木速生材壓縮成型的條件與物理力學(xué)的性能等相關(guān)指標(biāo)，在對(duì)木材微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行仔細(xì)觀察以后，對(duì)于杉木壓縮密化基本機(jī)理展開深入探究，發(fā)現(xiàn)在杉木速生材壓縮木成型方面，僅僅是細(xì)胞腔變小，但是細(xì)胞壁始終沒有被破壞。而在壓縮密化的整個(gè)過程中，木材的細(xì)胞壁羥基數(shù)逐漸降低且結(jié)晶度提高，在交聯(lián)作用和熱降解等多種反應(yīng)之下，木材的形變得以固定。

2.1.2 染色和阻燃的處理

為實(shí)現(xiàn)杉木附加值與深加工的目標(biāo)，染色與阻燃處理的方法十分重要。其中，有學(xué)者對(duì)多元回歸分析的方法進(jìn)行了合理地利用，并構(gòu)建相應(yīng)的模型。通過對(duì)各木材解剖因子對(duì)于杉木染色的效果影響展開了相應(yīng)的比較，明確對(duì)木材染色效果產(chǎn)生影響的解剖因子[2]。另外，有學(xué)者對(duì)動(dòng)態(tài)熱重方法進(jìn)行了運(yùn)用，有效地測(cè)試了阻燃杉木間伐材自身的燃燒熱釋放率、熱動(dòng)力學(xué)特性以及整體的熱釋放量，對(duì)于影響杉木間伐材氧指數(shù)與抗彎強(qiáng)度等的若干因素展開分析，最終提出效果相對(duì)理想的阻燃浸注處理技術(shù)。吳玉章等學(xué)者對(duì)于樹脂分布在木材內(nèi)部的狀態(tài)展開了進(jìn)一步地研究，客觀公正地評(píng)價(jià)了苯醇抽提氣氨處理方法以及真空浸注的實(shí)際效果。

2.1.3 干燥技術(shù)方面

在木材加工過程中，木材干燥程序不可或缺，在木材合理利用方面發(fā)揮著重要的作用。在正常的干燥技術(shù)與方法基礎(chǔ)上，學(xué)者展開了相關(guān)試驗(yàn)，并提出了杉木小徑材的對(duì)剖干燥方法，能夠有效地規(guī)避干燥缺陷，使得干燥的合格率隨之提升。另外，還有部分學(xué)者針對(duì)離子體處理方式對(duì)于杉木表面性能產(chǎn)生的影響展開了相關(guān)性的研究，而研究的結(jié)果就是離子體處理能夠使杉木表面生成粗化面，進(jìn)而降低杉木表面的接觸角，使得杉木木材表面潤(rùn)濕程度明顯提高。

2.2 木質(zhì)復(fù)合材料加工與利用

杉木小徑材與間伐材等徑級(jí)較小且幼齡材的含量偏高，其材質(zhì)并不理想，干燥性明顯容易變形與開裂。很多科研單位和企業(yè)針對(duì)杉木的間伐材加工利用問題展開了相關(guān)性的研究[3]。其中，部分學(xué)者對(duì)于杉木間伐材材性以及工業(yè)利用技術(shù)的狀況等展開了綜合性地分析，一定程度上推動(dòng)了杉木間伐材工業(yè)利用工作的開展。而其他學(xué)者則針對(duì)以杉木間伐材為主要原材料所制造的集成材和膠合木等人造板所采用的生產(chǎn)工藝進(jìn)行探究。根據(jù)杉木間伐材本身的不足之處，采用了高溫加熱與壓縮成型等多種改性處理的方法，使得杉木間伐材物理力學(xué)的性質(zhì)充分展現(xiàn)出來。

在此基礎(chǔ)上，葉忠華等學(xué)者通過對(duì)杉木小徑材與間伐材的運(yùn)用，制作成混凝土模板與復(fù)合墻裙板，對(duì)于影響模板性能的多種因素展開了分析與探究。還有學(xué)者將杉木枝椏作為原材料，在粉碎與磨細(xì)的基礎(chǔ)上，將復(fù)合型粘結(jié)劑加入其中，獲得木質(zhì)顆粒碳吸附性能，滿足了進(jìn)口炭的要求。

杉木不僅可以加工被當(dāng)作鋸材使用在建筑當(dāng)中，同樣也被應(yīng)用在人造板工業(yè)領(lǐng)域中，并取得了理想的發(fā)展成績(jī)。其中，部分學(xué)者在開展試驗(yàn)的過程中，推動(dòng)了杉木制造室外型中密度纖維板的開展，而且確定將杉木作為主要原材料來制作室外型中密度纖維板具有一定的可行性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于杉木細(xì)木工板的開發(fā)意義展開了探索，同時(shí)還包括了杉木速生人工林小徑材生產(chǎn)細(xì)木工板成套工藝技術(shù)的應(yīng)用意義。而馬世春等學(xué)者則針對(duì)人工林杉木和貴重樹種木材的復(fù)合利用，將淋涂UV漆涂在表面當(dāng)作保護(hù)層，進(jìn)而獲取復(fù)合板材，其變形與開裂幾率都會(huì)下降。

2.3 制漿造紙

因杉木栽種的數(shù)量提高且在其本身優(yōu)勢(shì)的影響下，使用杉木制漿造紙的現(xiàn)象更為頻繁。有學(xué)者研究了杉木木材制漿的性能，并且對(duì)于樹齡、立地條件與林分密度不同的情況下，制漿性能變化的規(guī)律展開了探究并歸納，最終得出結(jié)論，作為紙漿材的主伐樹齡最好處于17～23年之間[4]。

3 杉木加工利用及發(fā)展的建議

在我國(guó)南方各個(gè)省區(qū)森林資源當(dāng)中，杉木資源所占比重較大。20世紀(jì)70、80年代所種植的杉木大部分已經(jīng)采伐利用，所以能提供采伐利用的只有杉木中齡林間伐材。在這種情況下，杉木木材利用的方式也隨之發(fā)生的改變，被現(xiàn)代建材所替代。所以，杉木加工性質(zhì)與加工技術(shù)研究的重要性逐漸突顯出來。

3.1 強(qiáng)化杉木綜合改良研究

要想保證杉木在林業(yè)建設(shè)中的作用充分發(fā)揮，最關(guān)鍵的就是要綜合改良杉木，也就是在其物力化學(xué)功能性、木材的遺傳以及林木培育等多個(gè)方面展開全方位地研究[5]。在杉木材性預(yù)加工性能關(guān)系研究不斷深入的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)將更多的精力放在杉木木材液化、表面密化與阻燃等多個(gè)方面的研究中，進(jìn)而研發(fā)全新加工工藝與無公害處理藥劑，深入研討并研究杉木的深加工技術(shù)以及精加工技術(shù)，確保所生產(chǎn)的產(chǎn)品附加值不斷提高。

3.2 深化杉木復(fù)合材料研究

在材料研究方面，復(fù)合材料的發(fā)展已經(jīng)成為重要方向。其中，竹木復(fù)合材料可以對(duì)杉木與竹材資源進(jìn)行合理地利用，同時(shí)還能夠?qū)⒅衲具@兩種材料特性保留下來，彌補(bǔ)了相互之間的缺點(diǎn)，使其特性更加優(yōu)異。杉木是以天然材料，其實(shí)際的使用范圍會(huì)受到物理力學(xué)性質(zhì)影響，然而，由于杉木資源較為豐富且材質(zhì)輕軟細(xì)致，所以逐漸成為復(fù)合材料資源[6]。在和有機(jī)高分子、金屬或者是無機(jī)非金屬等進(jìn)行復(fù)合并形成木基復(fù)合材料以后，具備了原始木材所沒有的物理力學(xué)性能。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)針對(duì)木基復(fù)合材料組成成分、工藝、結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)等存在的關(guān)系和界面特性展開進(jìn)一步地研究，并且充分考慮產(chǎn)品使用的用途性能需要，合理地設(shè)計(jì)并制造出材料與產(chǎn)品，以保證杉木利用與開發(fā)取得全新的進(jìn)展。

3.3 不斷探索杉木的加工方式

目前階段，木材的液化與超臨界流體加工等新型的技術(shù)備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。在西方國(guó)家，已經(jīng)針對(duì)木材液化問題展開了深入地研究，同時(shí)把木材制作成為生物可降解膠黏劑、碳纖維與纖維等，創(chuàng)新了木材綜合利用的全新途徑。通過對(duì)超臨界流體技術(shù)的合理應(yīng)用，對(duì)木材改性具有積極的影響，能夠使木材滲透性得以改善，且對(duì)木材當(dāng)中所含有的具有高價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行回收[7]。與此同時(shí)，在該技術(shù)的幫助下，還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在木材的染色、防腐處理與漂白等多個(gè)方面。而且大部分國(guó)家已經(jīng)在木材工業(yè)中應(yīng)用了超臨界流體技術(shù)，同時(shí)進(jìn)行了深入地研究與探索，未來的應(yīng)用前景十分可觀。其中，納米材料本身具備了小尺寸效應(yīng)、分形聚集特性與量子效應(yīng)等等，所以其性質(zhì)的獨(dú)特性十分明顯。在木材科學(xué)中對(duì)納米技術(shù)予以深入探索與應(yīng)用也逐漸成為木材復(fù)合材料未來發(fā)展的主要方向，使得木基納米復(fù)合材料具備全新功能。

3.4 其他方面

通過對(duì)國(guó)內(nèi)林木資源實(shí)際情況的考慮與研究可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)木材工業(yè)原料林在生長(zhǎng)5～10年之內(nèi)，短輪伐期速生小徑材與間伐材占據(jù)較大比重。現(xiàn)階段，小徑材通常被當(dāng)作造紙、木片與人造板原材料。若實(shí)現(xiàn)小徑材與枝椏材的改性與重組等方面開發(fā)，能夠?qū)⒛静牡脑刑匦猿浞直Ａ粝聛?，以?shí)現(xiàn)小材大用的目標(biāo)，能夠?qū)δ静馁Y源的供需矛盾予以有效地緩解[8]。在此基礎(chǔ)上，在杉木加工以后，可以針對(duì)其剩余物，包括樹皮與鋸屑等予以物理與化學(xué)處理方式，確保提升杉木加工與利用效率。

4 結(jié)語

近年來，杉木栽種面積逐漸增加，而且在其自身優(yōu)勢(shì)的作用影響之下，被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域當(dāng)中。筆者針對(duì)杉木加工利用的研究進(jìn)展展開了深入地探討，并且提出了杉木加工利用與發(fā)展的建議，以期有所幫助。

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