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海南这棵“知名树”的跨界重生

时间:2020-12-25 08:03 作者: 老哥论坛

  半个世纪以来,海南科研人员改造橡胶木实现“三级跳”,令橡胶木成为高档进口硬木的可替代品。

  从1974年开始,海南科研人员投身橡胶木应用研究,将原本只能当烧火柴的被淘汰的橡胶树,依次用化学、物理方法改造成实木家装材料。至1997年,海南共更新橡胶园5万公顷,生产橡胶木锯材450万立方米,产值10亿元,节省天然林3万公顷。眼下,在科研人员的努力下,不添加任何化学制剂,通过热改性技术炭化后的橡胶木,品质直逼号称“万木之王”的天然柚木。

  挤出最后一滴胶乳后,海南橡胶树跨界重生,品质不断迭代升级,正在缓解我国实木地板产业对进口木材的过度依赖。

  木材环境学研究证明,木材天然独特的纹理、色泽、触感,使人产生温馨愉悦之感。中国热带农业科学院橡胶研究所接待室铺着橡胶木地板,镜面般平滑,正是人们家装最喜欢的一种实木地面效果。

  橡胶所“橡胶木材与热带林木综合利用研究室”主任李家宁是海南橡胶木研发课题组第三代掌门人,在他看来,橡胶木应用研究,是科研服务生产的成功实践,回忆历史,满纸艰难与奋进。

  1973年,强台风袭击海南岛东部,琼海境内东太农场橡胶林损失惨重。而此时,因很多橡胶树已经度过产胶黄金期,橡胶树的产胶量下降,为了恢复生产,农场着手更新风残胶园。这是我国首次大规模更新华南垦区风残和低产老胶园。

  橡胶树砍伐后极易蓝变,半年后长虫、发霉,迅速腐朽。它天然耐久性差,仅为一年左右,在海南一直被当作烧火柴,没啥身价。农场更新的大量橡胶树如何变成可用之材?这一难题首次摆在科研人员面前。

  1974年,华南热带作物研究院(中国热科院前身)开始研究橡胶木,首发队形是清一色教授团队,有研究橡胶的、有研究白蚁的,可就是没有研究木材的。为了服务生产所需,老一辈科学家们组团开干,成立了“橡胶木材防腐与利用”课题组。

  课题组不久便与广州木材企业合作,用橡胶原木试制人造板、纸张、活性炭。研究表明,“橡胶木材颜色淡雅,花纹美观,具有略重、略硬、强度中等、干缩小和切、削、锯、刨、钉容易,握钉力良好等物理力学性质和机械加工性能,适合用来作家具和门、窗、桷子板等用材。”

  当年,课题组刚成立,没有现成的经验可以学习,大家只能摸索着干,院领导提的要求也很简单:不长虫,不发霉,能用就行。

  第一代科研人员面临的首个难题,是橡胶木的防腐和干燥问题,这是实现加工利用的关键所在。

  一段时间后,硼酚合剂被研制出来,这是一种化学药剂。用它处理过的橡胶木,对抑制害虫、霉菌、蓝变菌和腐朽菌均有显著效果。

  经过处理的木材,先后在广州、海口家具企业试制家具,被制成办公桌、椅子、书柜、沙发、茶几、衣柜和床头柜等家具100多套。使用数年后测试,家具无虫蛀,无腐朽,完好无损。

  初试结束后,课题组在国家经费支持下,再接力中试五六年。中试成果鉴定认定:这套化学手段对橡胶木利用具有很大的实用价值和经济意义,可在生产上推广应用。

  20世纪80年代,橡胶木课题组位于儋州的中试基地现在仍在使用。通讯员 田婉莹 摄

  与其说是橡胶树老化倒逼橡胶木的研究,不如说是生产企业对科研单位的倒逼。这项技术边试验边推广,企业迫不及待地抢技术。初试结束时已有7个农场在试用,中试尚未结束,试用的农场和地方企业有十多个,产品除了在本地出售外,还销往广州、深圳等地;未等中试完全结束,海南企业迫不及待要求课题组办培训班。第一期培训,共为当时的海南农垦局和云南农垦局的37个农场及科研所培训技术骨干38名。

  这波培训的效果出奇地好,1988年,广东一家藤厂出口防腐橡胶木家具31万件,创汇180万美元。其中一种经典款式的椅子先后卖了1亿多把。

  1985年,海南开始利用世界银行贷款,大规模建设橡胶木加工厂,3年间,海南橡胶木加工生产能力达到锯材14万平方米,生产家具150万件。

  1974年到1991年间,海南使用此项技术的农场、企业和个体户达六七十个,产品在海南、广东、上海、宁波等地销售,有的远销国外,取得了可观的经济效益。这项技术同时获得众多国家级科技大奖。

  然而,硼酚化学添加剂对人体健康有害, 1988年,课题组着手用物理的方法进行替代。

  简单说,这一物理方法就是高温热处理,消除橡胶木体内的淀粉与虫,这一方法大大降低了化学方法对人体的影响,环保指标大大提高。同时,海南生产企业还引进了真空加压木材处理技术。这两种技术的推广使用,使华南垦区的橡胶木加工业迅速发展成为一种大产业。

  可是,保证人体健康不受影响的物理技术也存在弊端,加工过程中,橡胶木的强度受损了。

  2012年,李家宁带领团队展开更高层次的技术研发,高温热改性生产炭化木技术。全程零添加任何物质,目标是,让人工林达到天然林指标。

  这一次,团队将研发重点放在炭化橡胶木方向,高温炭化,可有效防止粉蠹虫蛀蚀。

  科研人员选取树龄30-50年的橡胶树原木,在100℃-150℃高温环境下降低淀粉与油离糖后,再经过150℃-200℃高温炭化处理,使橡胶木达到不易变形,抗粉蠹虫,抗腐朽,强度不损失等特性。如此零添加手段处理过的橡胶木,环保状态非常高,可用于制造厨房砧板等餐具。

  令人欣喜的是,通过研发橡胶木高温热改性生产炭化木,赋予橡胶木类似柚木的外观色泽,同时具有良好的稳定性。李家宁团队研发出适合橡胶木工业化生产的炭化窑,发明了一次完成橡胶木干燥和热改性炭化的方法,生产周期缩短近一半,生产成本降低四成。

  柚木,被称为“万木之王”,天然耐腐,是泰国缅甸皇室专用木材。李家宁告诉记者,这套技术让橡胶木非常接近柚木品质,两者密度与纹理极其相像。

  “这就是科技的意义所在,让人工林通过技术改性达到天然林材质。”李家宁说,我国大径材和珍贵材严重不足,国产速生木材品质难以达到进口硬阔叶材质量。眼下,我国阔叶材原木和锯材年进口量突破2000万立方米,用于生产高档木制品的柚木、菠萝格等热带深色硬木几乎全部需要进口,对外依存度持续增高。通过木材改性新技术,正在逐步缓解这一局面。

  2016年。李家宁团队技术成熟,2017年获得国家专利,获得授权国家发明专利6项,实用新型专利5项,发表相关论文11篇。仅一年时间即获得专利,速度如此之快的原因在于“不采用化学药剂改变了橡胶木材的颜色,提高了木材的稳定性、耐腐朽性,防粉蠹虫性,丰富了橡胶木产品种类。而且,这项技术可应用于任何易长虫的木材加工方面。”

  其实,市场对海南橡胶木的接受程度非常大。李家宁向记者起底家具市场中的各种高大上名词,“商家为家具锯材起了各种各样高大上的商品名,槐木被称为金刚柚,番龙眼被称为唐木,美洲红橡、欧洲白橡是真正的橡木,而商家言语含糊的泰国橡木,其实就是橡胶木。”

  昂贵的硬木常用来建造海边栈道,木屋、亭子。而海南橡胶木品质可以媲美这些木材质,达到欧洲、日本设定的20年以上的使用标准,最诱人的是价格,便宜了一半,且环保、耐久性更好。

  “海南橡胶木应用于生产后,具有工业产品的一致性与稳定性。”这一点,经过李家宁团队验证。前几年,课题组在儋州橡胶木产品示范点,建了两处户外长廊,一处是橡胶木的,一处是天然松木的,在“啥都不管”状态下,几年内橡胶木长廊各项指标状态明显优于松木。

  眼下,我国橡胶木锯材全年需求量500万方,而海南与云南供应量仅为100万方,可谓市场前景广阔。


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