棉花秸稈人造板的優(yōu)勢、存在問題及建議

一、棉花秸稈的利用現狀

中國作為一個農業(yè)大國，每年產生高達數億噸的秸稈卻并未得到很好的利用，利用率僅為33%。每年秋冬季，農村地區(qū)對秸稈的大量焚燒對環(huán)境造成了極大危害，影響交通，并帶來了一定程度的安全隱患，火災事故屢見不鮮。我國的森林資源較為匱乏，木材供應缺口越來越大，而其他木材出口國為了保護本國生態(tài)環(huán)境而限制原木出口。由于木材原料的緊缺，直接進口成材使得企業(yè)生產成本增加，這對我國家居產業(yè)造成了一定程度的沖擊。

棉花秸稈作為棉花生產的副產品，大部分采用焚燒的方式處理（約七成），少部分用于還田、沼氣池，以及作為畜牧養(yǎng)殖中的飼料。棉花秸稈中的氮、磷、鉀等微量元素可以直接作為還田的材料，現多采用直接粉碎還田和漚腐熟間接還田兩種方式。棉花秸稈中含有粗蛋白、纖維素等營養(yǎng)物質，將其作為飼料能提高其營養(yǎng)價值。在集中推廣沼氣池的農村，棉花秸稈可以用來發(fā)酵沼氣照明取暖等。飼料被牲畜消化后的糞便也能成為化肥。

棉花秸稈使用最多的是焚燒法，一個重要的原因是焚燒法更簡單快捷。隨著人們生活水平的提高，農村地區(qū)使用棉花秸稈作為家用燃料的已經不多，現在大多數種植戶在收過棉花后，會對棉花秸稈進行直接焚燒，省去了人力以及交通運輸費用。棉花秸稈燃燒值為17.1～18.1 MJ /kg，接近于木材。相比玉米、小麥等禾本科作物秸稈，棉花秸稈是更理想的能源材料。

現在，人造板行業(yè)有了棉花秸稈利用的新思路，但是實際生產過程中還遇到了不少問題。秸稈細小且棉花種植不夠集中，相比與木材難以收集；秸稈空心，表層和芯層都不能直接利用，增加了運輸成本；棉花秸稈更易吸水，儲存困難；秸稈粉碎損失大，產生粉塵，浪費膠黏劑；秸稈表面蠟質層影響膠黏劑的膠合。同時，我國目前還未形成棉花秸稈人造板的市場，銷路和銷量也是一個重要的問題。

二、棉花秸稈人造板的概述

棉花秸稈指已去掉枝葉和棉桃的棉花莖稈部分，由三部分組成，其中木質部分占72%、髓心占2%、皮層占26%。棉稈的木質部分是其主體部分，其化學成分及含量接近于闊葉材。棉稈的密度?。?.30g/cm3），強度低（僅為木材的50%左右），吸濕膨脹率大（17.6%～21.6%），pH值高于木材。棉花秸稈表皮的韌皮纖維，其纖維長、韌性強、重量輕，加工后成麻狀纖維，相互間附著力強，易結團。這些特征給棉稈破碎、輸送、干燥、拌膠和鋪裝等工序帶來了困難。棉花秸稈皮層的吸濕率比木質部高70%，它的存在會使棉稈板的耐水性下降。因此，在生產中要設法除去棉稈皮層。

去除皮層和髓心的棉稈原料，需要先用切草機，將其切成20～40 mm長的小段，并干燥到含水率為15%以下，含水率越低則棉稈材性越脆，可提高切斷率。將棉稈段送入篩分工序，篩去雜質和塵土，用刨片機將棉稈段刨成片狀。為了提高合格碎料獲得率，在刨片前對原料進行加濕處理，使其含水率在20%～25%。通過碎料分離設備，將韌皮纖維和木質部分離開，木質部送入料倉備用。對棉稈進行干燥，否則會影響膠黏劑的初黏性和固化后的強度，棉稈的燃點較低，為了避免自燃等事故，需要將干燥溫度控制低一些。對干燥后的原料在連續(xù)拌膠機內進行施膠，由于棉稈的pH值比一般木材高一些，需要多加固化劑，提高熱壓溫度及時間，才能保證膠合強度。棉稈的吸濕膨脹率大，要增加防水劑用量，一般施加1.2%～1.5%的石蠟防水劑。棉稈碎料板生產過程中的鋪裝、熱壓、冷卻及裁邊等工序同木材刨花板基本相同。

三、棉花秸稈人造板的優(yōu)勢

（一）當前產業(yè)形勢

隨著低碳經濟的發(fā)展，全球發(fā)展環(huán)保型工業(yè)的大環(huán)境已經形成。采用秸稈人造板替代傳統的木材人造板在家具等相關行業(yè)的應用已成為趨勢。變資源消耗型為循環(huán)利用型，大幅度提升人造板材的環(huán)保性能，走可持續(xù)發(fā)展之路，打破國外綠色貿易壁壘，已成為我國人造板行業(yè)的使命。

我國是一個農業(yè)大國，每年種植大量的糧食及經濟作物，農作物秸稈資源數量巨大，包括麥秸、稻草、高粱稈、玉米稈、麻稈、棉花稈、煙草稈等。據調查統計顯示，2010年我國秸稈理論資源量為8.4億t。秸稈焚燒引起的社會問題已經引起了國內外的強烈關注，霧霾天氣、交通堵塞以及火災事故等問題亟待解決。

（二）國家專項政策支持

國家為支持環(huán)保產業(yè)已出臺了相應的政策支持，作為環(huán)保產業(yè)，秸稈人造板產業(yè)將得到優(yōu)惠政策的支持?！蛾P于組織申報資源節(jié)約和環(huán)境保護2015年中央預算內投資備選項目的通知》（發(fā)改辦環(huán)資[2015]631號）中提到對于大氣防治重點地區(qū)開發(fā)秸稈利用項目可以申請國家資金支持?！蛾P于印發(fā)〈資源綜合利用產品和勞務增值稅優(yōu)惠目錄＞的通知》（財稅[2015]78號）規(guī)定秸稈人造板項目增值稅即征即返70%。相應的政策還有很多，我們可以看到，采取政策上的保護對于企業(yè)來說是一種極大的鼓勵，有了政府作為支持和依靠，企業(yè)也愿意克服技術和工藝上的困難，加大科技投入和研發(fā)資金來解決當前人造板產業(yè)中出現的瓶頸問題。

（三）木質資源不足

我國對森林采伐有著一定的限制，僅允許開采人工林，而國外對原木出口也越來越少。因此，面對房地產行業(yè)的飛速發(fā)展，大量木制家具的缺口以及人們對于木制家具的偏愛都使得我們需要尋求木材的替代品。相比于塑料家具和金屬家具，秸稈更接近木材，同是植物纖維，對于調節(jié)室內干濕度有一定效果；秸稈制品與皮膚的接觸，體感更接近木材。秸稈來源廣泛，生長周期短，每次收棉桃后都能獲得大量棉花秸稈，而不用像木材一樣需要較長的生長周期。速生材也需要很多年才能長到所能利用的徑級。

四、存在的問題

（一）原料的采集、儲運及保質

由于棉花是一年生植物，因此棉花秸稈的采集有很強的季節(jié)性。采集時間的集中使得在收購秸稈的過程中監(jiān)管難度較大，秸稈的品質難以保證，甚至一些不法分子還會采取摻假的方式謀利。同時，短時間內采集的大量原料，其儲存和運輸也有一定的困難，在過程中要兼顧到防火、防霉和防潮等多方面的工作，這在提高技術難度的同時也增加了生產成本。因此，在考慮棉花秸稈人造板生產線的搭建時，要因地制宜、多方考慮，既要能保證原料的充足供應，也要將原料的采集半徑控制在一定范圍內，以節(jié)約成本，還要加強對原料質量的監(jiān)管，以及儲藏、運輸條件的落實。

（二）板材生產過程中的脫模問題

棉花秸稈人造板采用異氰酸酯（PMDI）樹脂作為生產過程中的膠黏劑，這樣可解決脲醛（UF）樹脂膠合不良的問題，但也使得熱壓板表面會出現嚴重的粘板現象，從而在生產過程中會產生的脫模問題。國內目前解決這個問題的方法主要有物理隔離法、脫模劑法和分層施膠法。物理隔離法主要是通過使用隔離材料（如牛皮紙）置于板坯上下表面，采用物理的隔離來達到脫模效果。脫模劑法分為將脫模劑直接噴涂在板坯表面以及墊板上的外脫模法和將脫模劑混于PMDI樹脂中的內脫模法，這兩種脫模劑法也是目前應對脫模問題的主要方法。分層施膠法則是通過在板坯上下表層的碎料施用UF樹脂，在中間層施用PMDI樹脂，從而達到脫模的目的。除了以上三種方法以外，也可以通過在板坯表面施加未施膠的木粉來隔離板坯和熱壓板以及墊板的接觸，施膠后再用砂光的辦法除去板材表面的木粉，以達到脫模的目的。但無論是用以上哪種方法，都會增加生產工序和成本，同時國外的脫模技術效果雖好，但較高的產品價格也限制了方法的推廣。因此，研究和開發(fā)脫模效果好、價格低廉的新型脫模劑以及脫模工藝是目前棉花秸稈人造板生產中的迫切需求。

（三）施膠過程的均勻性

由于PMDI樹脂的價格較高，因此在生產過程中PMDI樹脂施膠量約為UF樹脂施膠量的1/4。然而棉花秸稈刨花的密度僅有木刨花板的1/4～1/5，如此小的施膠量要均勻地分散于整個刨花板上，無論是對工藝還是設備都是一種挑戰(zhàn)。目前，生產中采用的施膠方法有兩種，一種是直接將傳統的木刨花板拌膠機的體積加大，從而保證質量生產的要求，這種方法應用較為普遍；另外一種是采用間歇式拌膠，使得秸稈刨花在施膠過程中得以充分攪拌，從而達到要求，這種方法適用于規(guī)模較小的生產線。

（四）板坯的運輸

由于PMDI樹脂的初黏性較差，加之棉花秸稈刨花表面較光滑，因此鋪裝好的板坯初始強度幾乎為零，運輸難度很大。對待這一問題，目前可以用單層壓機取代多層壓機的方法，或者在將板坯放入壓機前，進行預壓，并且在運輸過程中盡量提升板坯平穩(wěn)度，從而降低板坯的散坯率。

（五）熱壓時長

由于生產工藝的原因，生產棉花秸稈人造板的熱壓時間較長，這使得生產的產能降低以及單位能耗增加，這也是急需解決的問題之一。

（六）產品接受度以及質量評判

目前市面上流通的主要是木質人造板，農作物秸稈人造板相對較少，再考慮到棉花秸稈人造板在這之中所占的比例并不大，同時民眾對于秸稈板的使用認可度也并不高，而這樣的市場環(huán)境很大程度上限制了棉花秸稈人造板的發(fā)展。

五、建議

（一）加強科研單位和企業(yè)的合作

就目前的科研狀況來看，科研單位一方面由于缺乏資金， 科研工作受到較大的限制，并且很難將科研成果直接轉化為先進的生產力；另一方面，科研機構所研發(fā)的科研成果如果沒有經過實際的檢驗，僅憑科研工作者的努力，很難保障技術的完善性，因此企業(yè)也不會直接接受，使得企業(yè)的生產技術得不到實際的提高。如果企業(yè)和科研機構可以加強合作、緊密相連，那么企業(yè)會得到先進的關鍵技術， 科研單位也會得到充足的資金支持和實踐場所。

（二）加強政府宏觀調控

政府有關部門應從經濟可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，一方面將我國有限的木材資源保護起來，合理利用；另一方面，應該加大對秸稈人造板發(fā)展的支持力度，逐步利用農作物秸稈資源將木材資源的需求替代下來。比如，可以通過稅收手段，提高純木產品的生產成本，并適當將秸稈人造板的生產、經營環(huán)節(jié)的成本降低，這樣可以加快促進秸稈人造板產品代替木材產品的市場份額。還可以通過給從事秸稈人造板研究和開發(fā)的科研機構以適當的政策傾斜和經費補貼，推動科研的進程，加快解決實際生產中的各類問題，從而推動我國秸稈人造板產業(yè)的快速發(fā)展。