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让科学研究与成果应用良性循环——记人造板与胶黏剂创新团队

时间:2021-03-11     【转载】   来自:中国绿色时报

让科学研究与成果应用良性循环——记人造板与胶黏剂创新团队

科技成果转化一直是科技界“难啃的硬骨头”。如何实现把论文写在大地上、把研究对接在工厂里,将成果转化到生产中?中国林业科学研究院木材工业研究所人造板与胶黏剂研究室和竹质材料工程中心主任于文吉带领人造板与胶黏剂创新团队做到了。

为提高我国林业产业科技水平,拥有自主核心技术,于文吉带领科研团队紧跟学科前沿,针对行业发展过程中的痛点、难点,以及企业急需解决的技术难题,从解决实际问题出发,把生产需求和在基层中发现的问题纳入科学研究,为我国林业生态建设和产业发展,以及竹产区农民增收作出了突出贡献。

近十年来,团队先后在竹基纤维复合材料、木质定向重组材料、农作物秸秆资源化高效利用和废弃木质材料循环利用等领域,形成了涵盖产品、制造工艺、关键设备和标准的成套技术体系。2017年,人造板与胶黏剂研究室被授予“全国工人先锋号”荣誉称号,2019年入选第一批全国林草科技创新人才计划创新团队。

围绕需求研发

于文吉常常告诫学生,科研成果不是靠论文、靠冥思苦想能搞出来的,一定要与生产实践相结合,尤其是基础应用型研究。一定要深入生产第一线、深入企业,了解整个行业和产业需求,针对问题开展研究,让科学研究与成果应用形成良性循环。

20世纪90年代末,工业化重组竹技术和产品由浙江安吉的企业自主创新研发而成,由于产品具有竹材自然优雅的纹理,一经推出,即受到了国内外消费者的青睐。

2002年,于文吉在浙江调研时感受到了重组竹产品的发展优势,但也发现了问题。原材料的规则性差,生产过程中必须把靠近竹青、竹黄部分的竹材去掉。在于文吉看来,靠近竹青部分的竹材材质最好,浪费了很可惜。他反复琢磨,能否通过技术创新把整竹都利用起来呢?

2004年,于文吉开始研发能够处理竹子表面蜡质层和硅质层,并对竹子进行碾压、疏解满足胶合性能的工艺和装备。针对竹材壁薄中空、青黄难以胶合的难题,他带领团队发明了竹材单板化精细疏解技术,创制了多功能竹材专用疏解机,开发了竹材单板化制造、点裂微创、纤维原位可控分离一体化疏解工艺,发明了纤维化竹单板,有效解决了竹材青黄的胶合问题,提高了竹材的一次利用率和单元制备效率,实现了竹材大规模工业化利用。此外,团队还研制了高渗透性酚醛树脂合成与应用技术,发明了高效重组成型技术与装备,建立了竹基纤维复合材料制造技术平台,创制了高强度、高耐候性、高尺寸稳定性和环保型等四大系列竹基纤维复合材料,开发了竹质风电叶片、户外材、室内装饰材、门窗、家具等高附加值产品。通过项目的实施,我国成为唯一拥有高性能竹基纤维复合材料自主知识产权、标准和产品体系的国家。

扎根一线实验

为突破竹材、人工速生林木材加工利用中的关键技术难题,制造高性能的木质重组材料,弥补木材资源短缺,于文吉和团队在一线林区开展了大量的调研和实验。

于文吉来看,木质重组材料最大的市场当属户外材料的应用。我国目前景观、栈道等户外木质材料的年消耗量约为300万立方米,而木材资源有限,其防腐性和耐久性相比又较差,若采用定向重组技术,不仅能弥补木材资源短缺,同时开辟了绿色环保之路。

一次在四川进行重组材料产业化实验时,于文吉一早就带着团队把实验用的竹材晒在室外。在大家中午吃饭时,突然下起了大雨。他们立刻放下碗筷,冒雨抢救已经浸渍好胶黏剂的4吨多竹材,搬运时手上被扎了许多竹刺都没有发现。工人们被他们的敬业精神感动,纷纷帮忙搬运。当把竹材搬完时,饭菜早已凉透。

通过反复实验、努力攻关,团队突破了制约我国重组材料产业发展中竹材胶合和竹材利用率偏低的关键技术瓶颈难题,将竹材一次利用率由50%左右提高到了90%以上,并形成了由18项专利有效保护的自主知识产权体系,使得我国竹材产业化位居世界领先水平。代表性成果“高性能竹基纤维复合材料制造技术与应用”获得了2015年国家科技进步奖二等奖;2017年7月,该技术被国家发改委列入《国家重点推广的低碳技术目录(第三批)》加以重点推广;2020年12月,又被国家发改委、科技部、工信部和自然资源部列入《绿色技术推广目录(2020年)》。

立足企业推广

除了在实验室,于文吉带领团队更多的是到工厂去。他们为企业进行技术指导以及生产线建设,一般从早上6点工作到晚上12点。工厂的机器开起来就不能停产,团队一待就是一两个月。安徽、四川、浙江、福建等地的很多企业,他们去了一次又一次,甚至曾在废弃的牛棚里准备原材料。

“慈竹以前400块钱一吨都没人买,但通过利用重组技术加工,所形成的产品性能很好。”让于文吉感到自豪的不仅是通过技术创新变废为宝,还有技术的迅速落地,让企业能够推广应用,促进了竹产业转型升级。

“我们的技术非常成熟,已有现成的市场。”于文吉介绍,目前在安徽、福建、湖北、四川等9省已建成了包含产品、设备和胶黏剂等28条生产线,生产的竹基纤维复合材料及其制品在北京、上海、新疆等21个省(区、市)推广应用,并出口美国、德国、荷兰等46个国家。此外,他们创制的多功能竹材专用疏解机、多层热压机和冷压机等关键设备,累计推广233台套,在浙江、四川、安徽等13个省份45家企业应用,国内市场占有率达到了60%,并出口新加坡、日本、印度等9个国家,有效推动了当地竹产业科技进步。

“十年磨一剑!做科研一定要与产业和国家发展大方向结合在一起。”于文吉说,“最理想的状态就是怀着积极的心态去思考、去努力、去拼搏,一定会有收获。”