于文吉

(中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091)

重组竹(Bamboo Scrimber, BS)是由竹束或纤维化竹单板为基本构成单元，按顺纹组坯、胶合、压制而成的板材或方材[1-2]。重组竹的出现，完全改变了人们对竹材的认识，无论是从物理力学性能、表观性能以及颜色和纹理上都有了显著的改善和提高。竹材具有的壁薄中空结构使得竹材不能像木材一样被广泛应用，而重组竹(竹基纤维复合材料)制造技术的创新发明，则改变了人们对于竹子的认识，扩大了竹材的应用范围。

传统的重组竹生产主要采用竹加工的剩余物——废竹丝(俗称“竹丝”)和已被去除了竹青和竹黄的竹片经过简单碾压形成的竹束作为主要原材料。该工艺中竹材的利用率和生产效率都很低，而且由于竹束疏解工艺简单粗糙，导致竹束单元在干燥过程中含水率分布不均匀，在浸胶过程中树脂在竹束中难以渗透形成均匀分布，影响了产品的最终质量。

由中国林业科学研究院木材工业研究所研制的竹基纤维复合材料，作为重组竹的第2代产品，与传统的重组竹相比，具有原料的一次利用率高、生产效率高和产品附加值高等特点。竹基纤维复合材料制造技术的典型特点是工厂可以将竹材作为原材料进行直接加工，不需要去除竹青和竹黄，一次利用率可以达到90%以上。通过竹材纤维可控分离与单板化展平技术、竹青与竹黄胶合技术、竹材增强单元导入技术、竹基纤维复合材料制造技术等多项技术集成，实现竹基纤维复合材料的高性能和可调控，最终制造成高性能多用途竹基纤维复合材料。该项技术节省了传统的剖篾、去青和去黄工序，是我国在竹材加工应用领域的一项重大突破[3]。

重组竹是由我国最先研制成功，亦是拥有自主知识产权，并形成产业化规模的一种先进复合材料。高性能竹基纤维复合材料的开发，将竹材的一次利用率提高到90%以上，产品力学性能提高50%以上，基本解决了传统重组竹存在的跳丝、瓦状变形、吸水厚度膨胀率高和尺寸稳定性差等问题，产品不但广泛应用于室内外地板、家具、建筑结构材和装修与装潢材，以及风电桨叶等高强度材料需求领域，而且使得重组竹的应用领域扩展到户外用材，并成功地实现了大规模产业化，成为我国竹材产业最具有发展潜力的优势产业之一，也是竹产业目前研究的热点和前沿技术之一。

1 重组竹产业发展背景

2018年我国竹产业产值已经达到2456亿元[4]，比2017年略有增加。而其中的增量主要体现在第三产业，一产和二产均处于下滑状态。特别是竹材加工产业的下滑尤为严重，这也是近几年我国竹子销售价格一路下滑的主要原因之一。另外，我国经济发展目前正处于转型调整期，整个国民经济处于调整周期，竹产业同样如此。我国竹材加工产业发展已经遇到瓶颈期，传统的大规模消耗竹材的竹胶合板水泥模板几近消亡，高峰时期该产品年产量达400万m3，每年需要消耗600万t的竹材，现在产量已降至不足20万m3；传统的竹地板从高峰的近亿平方米，目前已经下降到3 000万m2左右，竹材的消耗量由600万t下降至不足300万t；竹炭产量因环保因素的限制，也已经大幅下降；另外竹材在传统建筑脚手架领域的应用也几近消亡。所有这些因素导致竹材的需求量下降800万～1 000万t左右，从而导致价格下降，目前竹农销售的竹材价格在500元/t左右，已经达到竹农盈亏平衡点，严重影响了竹农经营竹林的积极性，从而危及我国竹产业的可持续发展与绿水青山就是金山银山的“两山理论”的实践。因此，必须探索一条新路促进我国竹产业的发展，而重组竹产业的发展和技术创新与进步为竹产业发展开辟了一个新的方向。

2 重组竹产业发展现状

重组竹产业的发展在我国经历了2个阶段：一是从2000年至2010年左右的萌芽探索阶段，二是2010年至今的发展起步阶段。重组竹自20世纪90年代问世以来，凭借其优良的产品性能、巨大的应用潜力和与优质硬阔叶材比较相对低廉的价格得到了国内外市场的广泛认可，产业发展已初具规模[5]。据不完全统计，目前国内重组竹企业有100多家，其中：冷压热固化生产线80余条，热压线50余条，年生产能力100万m3左右，每年可利用近300万t原竹，直接创造就业岗位上万个。一举成为我国竹材加工产业的主流产品，与竹集成材和竹集装箱地板形成了三足鼎立之势。

目前，重组竹的生产从制造类型上分为冷成型热固化和热压法2种工艺。冷成型热固化工艺主要是制造方材，热压法工艺主要是生产板材。以单元分类主要是竹条疏解技术和竹材纤维化单板疏解制造技术；以产品分类，分为户外用重组竹和户内用重组竹。

重组竹产业整体上呈现为不均衡的发展状态。浙江省作为重组竹产品的发源地和出口的主要窗口基地，在重组竹的技术开发、产品创新、设备创新以及出口市场开发等方面，均处于领先地位，并且在不同阶段涌现出了一大批领军企业，主要分布在湖州、衢州和丽水等市县。在安吉形成了重组竹产品的集散地，而龙游县形成了重组竹原料竹束的集散地。但是，最近浙江重组竹产业受产业升级和环境保护等因素的影响外迁趋势明显。

近年来，福建、江西、安徽、江苏和湖南等地，依靠其丰富的竹材资源优势和产业优势后来居上，是重组竹生产的第2梯队。特别是福建南平等地，引进重组竹的龙头企业，在户内和户外重组竹加工领域都得到了快速发展，湖南在户外重组材料领域产能扩大显著。四川的重组竹产业在政府的重视和主导下，也取得了进步，他们充分利用四川的地域和竹种等特点，在慈竹、麻竹等丛生竹的加工技术与装备方面开发出了有特点的产品。

重组竹与竹集成材相比，具有竹材利用率高、产品性能好、纹理美观(酷似珍贵木材)等优点，即得到了国内外消费者的青睐，生产规模呈迅速扩大之势，无论是新产品、新工艺还是新装备的开发，都取得了长足的进步。2015年重组竹的代表性成果“高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用”获得了国家科技进步奖二等奖。重组竹生产装备取得了较大进步。多功能竹材疏解机、6 m的多层热压机、卧式成型冷压机、多层网带式干燥机、自动穿销锁模装置、自动拔销脱模装置等新装备成功开发和应用，大幅度提高了竹材的利用率，降低了劳动生产强度，提高了生产效率，重组竹产业装备水平将逐步提升，产业集中度和劳动生产效率将进一步提高。综上所述，我国的重组竹发展仍然处于初始阶段，但后续发展空间广阔。

3 重组竹产品的主要应用领域

重组竹是竹材应用领域创新开发的一种全新复合材料，它的出现为竹材的建材化利用开辟了广阔的发展空间。重组竹可根据目标产品的性能要求，通过调整纤维化竹单板和竹束的疏解度、浸胶量、密度等，采用热压工艺或“冷成型—热固化工艺”制造出适用于不同产品需求的重组竹，真正做到性能可控、规格可调和结构可设计。目前，重组竹的主要应用范围包括装饰与装潢材料、家具材料、房屋结构材料、门窗材料和户外休闲景观材料等。

户内地板是重组竹应用最早的领域，由于重组竹的表面花纹优雅美观，尺寸稳定性好，颜色可以根据客户的喜爱通过炭化工艺生产本色、浅咖啡色和深咖啡色等多种颜色产品，投入市场后深受消费者的喜爱。但是，也存在着诸如跳丝开裂等质量问题，需要进一步解决。重组竹家具也是重组竹应用的一个重要领域，因为家具用重组竹的密度在1.1～1.2 g/cm3左右，远远超过红木，加工的家具优雅、朴实、厚重，可以代替传统的优质硬阔叶材使用，目前市场上企业注册有竹楠木和竹基红木的竹家具产品。但是，重组竹家具在加工过程中存在锯切难度大和油漆涂饰等技术难题，需要进一步解决。

重组竹产品发展最快的领域是户外用材料。目前我国户外用材料主要是防腐木和进口的硬阔叶材以及木塑制品，每年的需求量大概在700万m3左右。由于户外用重组竹与上述产品产品相比较具有优良的耐久性和防腐防霉性能，目前在市场的推广应用得到了快速发展，目前户外重组竹的生产厂家在30家左右，并且每年的增长速度在30%以上，随着美丽中国和生态中国建设速度的加快，未来户外用重组竹的发展空间更加广阔。

重组竹在建筑领域的应用也愈加得到重视，由于重组竹具有优良的物理力学性能和绿色环保特性，与水泥、钢铁和塑料相比是典型的低碳材料，符合建筑结构对绿色低碳材料的要求，很多建筑设计公司和科研单位纷纷开展重组竹在建筑结构上应用研究，并取得了重大进展，如2019年北京世园会上高性能竹基纤维复合材料——竹钢的应用引起了媒体和市场的关注。

重组竹在交通领域的应用也取得了进展。浙江房桥科技生物公司开发的各种交通护栏产品已经开始批量应用，不但可以代替塑料和钢铁用于城市景观护栏，也可以用于乡村公路和高速公路安全护栏，未来发展前景广阔。

4 重组竹产业发展存在的主要问题

目前，户内用冷压热固化生产线目前开工不足，产量下降，主要原因有2个方面：一是与我国经济发展的大趋势有关，另一个是目前户内用重组竹生产还在沿用竹束为单元的老工艺。由于竹束疏解不均匀而导致浸胶不均，产品开裂和跳丝的质量事故屡有发生，从而影响产品销售。户外用重组竹产量增加很快，但是个别企业由于尚未掌握相关的核心技术，生产质量粗糙，产品应用过程中很快损坏，影响了户外用重组竹市场的整体推广。目前有关单位正在上级部门指导下组织成立产业技术联盟，统一技术质量标准体系，以期达到规范产品质量、引导行业良性发展的目的。

重组竹发展面临的另外一个重要问题是工艺技术规范的制定，目前重组竹产业规模普遍偏小，工厂的技术人员少，工艺技术质量控制不严格，工人操作随意性强。因此，需要有针对性地制定单元精细疏解技术、碳化技术、施胶技术、胶后干燥技术和整帘成型技术的工艺技术规范，加强产品质量控制。另外，重组竹产业生产装备的连续化和自动化水平偏低，单人的生产效率产出只有50万～60万元左右。

重组产业面临的环境保护、安全问题依然突出。重组竹生产加工过程中的噪音问题、锯切过程中粉尘的火灾隐患和树脂浸渍过程中的VOC排放等问题都急需重视和解决，以满足安全生产和清洁生产的要求。

作为一个新兴产业，重组竹产品标准的制定也需要抓紧布局。目前重组竹地板标准已经颁布，结构用重组竹标准已经报批，园林休闲景观用重组竹标准尚在制定过程中，重组材的绿色建材评价标准也正在制定之中。但是，重组材的标准体系尚未建成，相关的工艺技术、产品以及装备标准都亟需制定。

作为一个新兴产业，重组竹无论从单元制备的工艺技术、装备制造还是产品应用都有大量技术难题需要予以解决，目前国内以中国林科院、国际竹藤中心、南京林业大学为代表的科研院所和大专院校都在进行相关的研究工作并取得了显著进展。但是，目前科研力量比较分散，没有形成合力去解决系统的关键性技术问题。

在重组竹产品的推广应用方面还有很多工作尚需进一步推进。比如目前很多设计师对重组竹的性能指标不够了解，很多消费者对重组竹产品尚无认知，这些都需要相关的政府部门、企业和科研单位积极携手共同加大推广宣传力度。

5 重组竹产业发展面临的历史机遇

1) 目前，我国竹产业的发展正面临历史机遇。从国家层面上看，习总书记提出的绿水青山就是金山银山的“两山理论”已经深入人心，而竹产业的高质量和高附加值发展就是对“两山理论”的最好诠释。2018年习总书记在四川视察时指出：“四川是产竹大省，要因地制宜发展竹产业，发挥好蜀南竹海的优势，让竹林成为四川美丽乡村的一道亮丽风景线”，四川省政府接连出台了2个文件推动竹产业的高质量发展。全国其他产竹区域也纷纷行动起来，加大对竹产业发展的支持力度，而重组竹是目前竹产业中唯一能够大量利用竹资源生产高附加值的产业。重组竹产业的发展对带动农民增收、推动就业、振兴乡村、改善生态环境都将起到积极作用。

2) 从需求上看，随着我国国民经济的快速发展，对优质木材资源的需求量越来越大，而目前我国实行天然林禁伐政策，经济建设所需要的优质硬阔叶材只能靠进口解决，而重组竹具有优良的物理力学性能指标，主要性能接近或超过进口的硬阔叶材，因此重组竹产业的发展将有助于缓解我国优质木材资源供应不足的矛盾。

3) 随着美丽中国和生态中国建设的推进，我国每年户外用木质材料的需求量超过700万m3，目前主要以防腐木和木塑复合材料为主，户外用重组竹的综合性能指标和性价比均超过上述2种材料，特别是在户外的耐久性方面，经过近10年的应用实践，证明其拥有优良的耐久性能。

4) 国家相关部门和单位也对以重组竹为主的木质重组材料的发展予以重点关注和支持。在国家林业和草原局的支持下，2018年3月成立了中国林产工业协会竹木重组材料与制品分会，2018年6月批准成立了国家林业和草原局重组材料工程技术中心，2018年9月批准成立了重组材产业国家创新联盟，2019年3月由中国林产工业协会批准成立了户外重组竹产业技术协同创新中心。以上平台的成立，将有力地推动重组竹的技术创新与进步和新产品开发。

5) 科技部在国家“十三五”重点项目中将“重组竹的关键技术与装备研究”列为重点研究内容，住建部在2019年初下达了“重组材在低层装配式建筑中的应用研究”科研专项，“结构用重组竹”和“园林休闲景观用重组材”2项标准分别由国家林业和草原局以及中国工程建设协会审定通过并批准立项，这都将有力地推动重组竹在更广泛的领域得到推广应用。