2023年10月国际板材产品研讨会（IPPS）在威尔士举办，该会议4年一届，这是疫情后的首届会议。来自世界各地的木质复合材料专家分享了最新研究成果，如人造板用化工产品、再生纤维、阻燃剂、新型产品等。
本届会议由Bangor大学生物质复合材料中心承办。与会板材生产商包括Kronospan、Finsa、MediteSmartPly、Kastamonu和Pfleiderer；化工产品供应商包括BASF、Dynea、Hywax、Evertree、Ecose Technology、CRC和Burnblock；其他人员来自欧洲各地，从大学研究院到设备公司；赞助商是CRC、MDF Recovery、Accsys和Hywax。
焦点问题一：人造板制造业碳减排
随着人们对循环经济和环境问题的普遍关注，如何解决人造板制造业的碳减排问题？英国人造板工业协会（WPIF）总干事Alastair Kerr以此话题启动了会议。
Kerr简述了实现“碳零排放”的机遇和挑战。英国是第一个承诺到2050年实现温室气体零排放的主要经济体。英国人造板工业协会委托调查了4个人造板企业（Egger、Kronospan、MediteSmartPly和West Fraser）的8个生产刨花板、中密度纤维板和定向刨花板工厂的主要能源使用情况。工厂中干燥和热压等设备的能源消耗占比最大，其中约59%的能源消耗来自生物质，29%来自天然气，12%来自主电网。
Kerr表示：“电网的碳减排速度对于人造板行业实现碳零排放至关重要。”如果燃煤和天然气发电继续碳减排，那么到2050年，英国人造板制造业可以实现67%的碳减排；如果人造板行业再进行工艺技术改进，到2050年碳排放量将减少79%，这是更乐观的预测。
在碳减排需求出现之际，英国的住房短缺可能会催生对人造板产品的更多需求，可能会通过技术改进，而不是增加新生产线，来满足对板材日益增长的需求，但定向刨花板例外，其正逐步取代胶合板，定向刨花板市场需求在增加，存在新产能投资，并且这种情况可能还会持续一段时间。同时Kerr还强调，木材供应是提高产量的一大影响因素。
焦点问题二：中密度纤维板回收利用
巴黎高等林业学院的Mark Irle介绍了欧洲EcoReFibre项目的初步结果，即废旧纤维板回收利用的生态解决方案。
该项目由来自7个国家的20家公司和机构完成，旨在回收废旧纤维板中的木材纤维，用来生产新的纤维板。中密度纤维板产量快速增长，废弃物中废旧纤维板的数量也在增加。目前，纤维板生产几乎完全使用新鲜木材。同时，也在探索分拣不同形态的废旧木材，用于制备新的刨花板。
Irle分享了2022年6月至2023年6月期间对法国回收站中废旧木材的调查结果。研究人员从法国西部的24个不同地区回收了57堆木材废弃物。研究发现，法国的一些回收站会将板式家具（DEA）从混杂废旧木材中分拣出来。板式家具中含有大量人造板制品，尤其是纤维板。采用这种分拣方式的回收站，可为刨花板生产商提供含有一定比例纤维板的回收木材。
中密度纤维板回收公司（MDFR）的Craig Bartlett以及PAL公司的Luca Ballarin介绍了中密度纤维板回收市场的商业化，此前两家公司宣布了合作关系。
Bartlett表示，在过去几十年里，多方试图推出中密度纤维板回收技术，但市场反馈一般。目前情况有所不同，每年产生中密度纤维板废弃物约6 500万m3。中密度纤维板回收公司已经建立了一个新的总部、试点工厂，最近在英国获得了首个许可证，销售以再生纤维为原料生产的保温材料。
结合中密度纤维板回收公司纤维分解技术，PAL公司将为中密度纤维板制造业提供首尾相连的回收方案。PAL公司提供全球公认的分类和回收设备，PAL公司实验室生产出了100%的再生纤维，只有微量的三聚氰胺和纸屑，用于生产人造板，不会对涂漆产生影响。PAL公司将从2024年开始推出中密度纤维板回收系统。
Poznan大学的BartlomiejMazela也谈到了中密度纤维板废弃物，介绍了利用中密度纤维板废弃物生产包装产品的创新技术，并向与会人员展示模塑食品容器的样品。
利用脲醛树脂水解特性来提高含有纸张等杂物的木材原料的制浆效率，然后对得到的纸浆进行了甲醛含量、甲醛释放量和抄纸能力测试。结论是，中密度纤维板加工产生的废弃物可作为包装制品的原材料，中密度纤维板浆料与再生纸浆相结合，可用于模塑生产包装材料。
焦点问题三：树脂
化工产品是生产人造板的重要原料。Bangor大学生物质复合材料中心的Graham Ormondroyd概述了木材复合材料用树脂的进展，提到了以蛋白质、多糖、纤维素、糊精、单宁和木质素为主要原料的替代胶黏剂。
Emulco公司的Rob van Hooghten分享了如何将生物质树脂与生物蜡乳液结合起来生产零排放板材。该研究由Emulco公司（生物蜡乳液）和Sestec公司（生物质树脂）联合完成。与采用对照石蜡乳液所制板材相比，利用天然产物制备的中密度纤维板和刨花板样品取得了相当或更好的效果，板材符合刨花板（P2级）和中密度纤维板标准所规定的内结合强度和静曲强度。另外，采用生物蜡乳液可显著改善使用天然胶黏剂所制板材的耐水性，据说这一改进意义重大，研究人员将扩展试验测试。
瑞典Lulea大学的Alexander Scharf介绍了在刨花板生产中使用咪唑作为胶黏剂的情况，该研究采用不同比例的咪唑、柠檬酸和山梨醇制备刨花板。设定刨花板密度为700 kg/m3，热压温度220 ℃下所制板材的耐水性和力学性能优于热压温度200℃。在14.4%咪唑和11.3%柠檬酸的配比下，获得最佳效果，浸水24 h后厚度膨胀率为6.3%，内结合强度为0.57 MPa；加速耐候循环试验表明，厚度变化非常稳定，与初始干燥状态下的厚度相比，在沸煮和干燥后，厚度变化仅2.1%。
Koc大学的Ebru Sanoglu分享了在土耳其进行的关于木材纤维酯化交联用于生产木质复合材料的研究。Sanoglu表示，酯化和交联是提高木质复合材料耐久性最熟知的方法，但两者都要漫长的过程。该研究采取一种快速的两步处理来改性木材表面，可克服过程漫长的问题。首先，利用微波辐射将纤维表面与甲基丙烯酸酐反应，然后木材纤维上的甲基丙烯酸基团在紫外线照射下共价连接。
交联结构可提高胶结强度和尺寸稳定性，同时改性细胞壁上的羟基，并堵塞纹孔，使得细胞壁中的含水量更少，进而减少木质板材的厚度变化。
Sanoglu认为，交联是生产多功能木质复合材料的一种快速而有前途的方式。“这种特殊而独特的技术已经成功地用于在分子水平上改性木材和功能化木材，从而使宏观性能得到控制和改善。”
焦点问题四：新兴产品与创新
Lignutech Oy公司的Duncan Mayes向代表们介绍了一种用于建筑的正交胶合木（cross laminated timber，CLT）替代品。多年前，澳大利亚Lignor公司就开始将人工林速生桉木转化为高强度工程木材，最新的产品是正交长条刨片层积材（cross laminated strand timber，CLST）。
该产品具有纵向和交叉层压，源自长条刨片层积材（laminated strand lumber，LSL），并组装成大坯料。与定向刨花板不同的是，这些刨花被分级和定向，以确保刨花之间的单向负载传递。经测试，满足美国木材标准PRG 320，与通用型交叉层积材（CLT）相比，大片刨花交叉层积材（CLST）在长轴和短轴上的强度和刚度明显更高，这表明有可能使用更薄的截面来满足所需的承载能力。此外，大片刨花交叉层积材（CLST）的用料损失相当于交叉层积材（CLT）的一半。
大片刨花交叉层积材（CLST）潜在的应用包括多层公共和住宅建筑、预制房屋，以及卡车和集装箱底板。Lignor与Maersk公司在集装箱底板领域进行了广泛的测试，取得了积极的结果。第一家商业化生产工厂计划落地美国缅因州，于2025年底/2026年初启动。
阻燃性能是产品创新的另一个重点。
Lulea大学的Dennis Jones博士分享了该大学关于提高刨花板阻燃性的最新研究。Lulea大学近年来的工作重点是将木材改性和阻燃处理结合起来，特别是将阻燃处理与树脂体系集成在一起，在生产前或者生产过程中直接对木材纤维进行改性。所采用的方法包括：脒基脲磷酸盐和硼酸与各种体系的复配，次亚磷酸盐与马来酸酐的处理，矿化处理，硫酸盐木质素的磷酸化以及采用天然含磷化合物制备的阻燃剂。
研究表明，几种处理方法为复合材料产品以及实木提供了阻燃机会，工作正在继续进一步推进这些处理方法，包括开发阻燃剂，同时使用咪唑生产尺寸稳定的刨花板。
Poznan大学的BartlomiejMazela展示了一种双层复合材料（最大厚度为5 mm），其芯层是耐火纤维素碳。使用的材料是漂白的针叶树硫酸盐纤维、石墨和碳纳米管，松木单板作为外层。材料的生产过程包括胶黏剂和木质纤维的搅拌、纤维的悬浮、脱水和真空干燥，在热压机中通过淀粉/醋酸胶粘合外层单板。
对照样品的二氧化碳排放量明显高于该复合材料，该复合材料的耐火性能有所提高，使用该复合材料时，总烟雾排放量几乎减少了4倍。该材料在结构上的高固碳的能力明显有利于环保材料的发展，在EN 13501-1中，该材料可能被归类为C类，可能需要额外的涂层将阻燃性能提升到B类。
国际板材产品研讨会还专注于“板材——加工、造型和性能”。会上介绍了德国德累斯顿工业技术研究所（IHD Dresden）的研究，以高频加热压制不同密度木材（树种）的轻质刨花板，以及维也纳工业技术大学（TU Wien）的研究，模拟短周期压机的传热过程，来提高产品质量。
Hywax公司的Fabian Meinker介绍了人造板行业中的疏水剂：石蜡分散体作为疏水剂，而Accsys Technologies公司的EdzeTijsma则讨论了由乙酰化木片制成的中密度纤维板。
最后一个环节是挥发性有机化合物（VOC）的管控，考察了用木质素磺酸盐和pMDI胶生产刨花板的挥发性有机化合物排放，使用南欧海松（Pinus Pinaster）和不同脲醛树脂所生产板材的甲醛释放量，采用新型GDME-HPLC-DAD-MS/MS法筛选人造板中的挥发性羰基化合物，等离子体处理降低中密度纤维板和刨花板的甲醛释放量。
总体而言，人造板行业正在进行大量的研究和创新，迎接挑战、需求和机遇。
（来源：中国人造板）
