全球规模最大的木材科研机构|中国林业科学研究院木材工业研究所亮相全球最大核能展——2023深圳核博会

2023-10-19 13:41  来源:深圳核博会    华龙一号  国和一号  玲龙一号  中广核集团  中核集团  国家电投  华能集团  深圳核博会

中国核能高质量发展大会暨深圳国际核能产业创新博览会(简称“深圳核博会”)将于11月15-18日在深圳国际会展中心举办。大会由中国能源研究会、中国广核集团有限公司、深圳市发展和改革委员会共同主办,中核集团、中国华能、中国大唐、国家电投、国家能源集团联合主办,主题为“核聚湾区·能动世界”。


中国核能高质量发展大会暨深圳国际核能产业创新博览会(简称“深圳核博会”)将于11月15-18日在深圳国际会展中心举办。大会由中国能源研究会、中国广核集团有限公司、深圳市发展和改革委员会共同主办,中核集团、中国华能、中国大唐、国家电投、国家能源集团联合主办,主题为“核聚湾区·能动世界”。

本届深圳核博会展出面积达60,000平方米,超1000家海内外参展商覆盖全球最前沿的核科技创新成果以及完整的核电产业链。大会同期还有超20场产业、应用、国际及学术论坛,涵盖聚变研究、先进核能、先进核材料、核燃料自主创新、核环保、核技术应用、核电产业链、核电智慧运行、维护与延寿、数字化仪控、核电装备、核电先进建造、核能综合利用、生态核电、冷源安全等诸多方面,为我国核能产业加快自主化发展和“走出去”下好“先手棋”,为全球核产业积极有序健康发展庚续新动能。

作为本届深圳核博会重要展商,中国林业科学研究院木材工业研究所将携带一系列高新产品和应用方案闪亮亮相。

1.单位简介

中国林业科学研究院木材工业研究所是国家林草局直属的从事木材科学与技术研究的重点研究单位,是世界上规模最大的木材科研机构。目前,全所研究领域涵盖木材性质、木材功能性改良、木质复合材料、木(竹)结构、木材保护、古木建筑、智能制造等,拥有行业唯一的新序列国家工程研究中心、馆藏量亚洲第一的国家林草局木材标本资源库,以及国家质量检验检测中心、国家产业技术创新战略联盟,是林业系统第一个林业工程博士后流动站设站单位,也是国际林业研究组织联盟团体成员,在国际上享有盛誉。

全所现有在职人员166人,其中专业技术人员正高级28人、副高级67人;拥有国际木材科学院院士4人;国家“杰青”1人、国家新世纪百千万人选1人、中国林科院首席科学家2人、万人计划领军人才2人、国家“优青”1人;国家林草局百千万人选9人;国家林草局科技创新团队3个、领军人才1人、青年拔尖2人,多人任职国际学术组织,是一支学科齐全、布局合理、专业配套、结构优化的科研队伍。

木材所现有各类科研仪器设备2752台(套),拥有建筑面积达8950平方米的科研办公大楼,2900平方米的实验中心及占地40亩、建筑面积9320平方米的国家工程研究中心中试基地。中试基地位于中国林业科学研究院木材工业研究所西区(北京门头沟区),建有4个中试车间及公共配套设施,现拥有结构材、改性材、重组材、人造板、防腐剂、胶黏剂以及各类木制品的大型中试试验设备,包括可用于减震木材加工和装填所需的带锯、压刨机、平刨机、砂光机、推台锯、木材胶拼用夹具、叉车等设备以及配套的除尘系统,具备较为完善的工程化验证和产业化生产条件。

木材所自上世纪80年代末与核工业第二研究设计院合作,开展了乏燃料运输容器小比例模型的木材减震部件研制工作。自2010年起,木材所的木材改性研究团队开启了在新世纪为我国核电工业贡献“木材智慧与力量”的新篇章,相继与中核、中广核集团合作开展了乏燃料运输容器减震木材的树种优选、性能测试、构件制备、容器装填等研究与开发工作,依据核工业最高质保等级QA1级建立了乏燃料运输容器减震木材装填质保体系,组建了1支减震木材优选与模块制作装填技术研发团队,已完成15项多家企业委托的不同规格减震器木材减震部件研制技术服务项目;为满足多场景不同减震需求和多功能化设计,木材改性研究团队依托国家自然科学资金、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金等科研项目支持,突破了减震木材物理力学性能、阻燃及耐腐性能的精准调控关键技术瓶颈,首创性地将人工林木材应用于大型乏燃料运输容器减震器,填补了国产材在核电领域实现高值化利用的技术空白,推动了乏燃料运输容器减震器的国产化应用。

木材所全体员工秉承“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的国家科技工作方针,坚守 “求实创新,支撑发展,服务社会,共铸辉煌”事业理念,坚持应用技术为导向,面向市场、面向企业,加强产学研相结合;坚持服务林业产业发展大局,密切关注行业发展的重大科技需求、热点难点问题,重点开展行业重大关键技术、核心技术联合攻关,努力为我国林业又快又好地发展提供强有力的科技支撑,并积极向世界一流林业科研机构迈进。

2.主营业务

中国林科院木材工业研究所主要开展木材学研究、木材功能性改良研究、特种木材(核电、船舶、军工、轨道交通等领域用材)加工工艺研究、人造板工艺研究、复合材料研究、木结构建筑防护与勘察、木工机械与设备研究、人造板标准化研究、植物资源综合利用研究、国家人造板与木竹制品质量监督检测、木材检测等相关科技开发、技术咨询与服务等业务。

3.单位荣誉

中国林科院木材工业研究所自1957年建所以来,承担了大量国家重点科研任务,取得了丰硕的科研成果。截至2022年底,共取得各项奖励311余项,其中国家级奖励18项(见表1);鉴定或认定成果274项;授权专利474件(其中国际发明专利2件,国内发明专利334件);制、修订标准308部,其中国际标准9部;出版学术专著125部;发表学术论文3376篇。

表1 木材工业研究所获得的国家级奖励

4.本次活动将展出的新产品/新技术

4.1新产品:

(1)5-10吨小型乏燃料运输容器木材减震部件

可按设计要求提供木材树种、密度、强度等技术性能指标

(2)100吨级以上大型乏燃料运输容器木材减震部件

可按设计要求提供木材树种、密度、强度等技术性能指标

(3)新燃料运输容器木材减震部件

可按设计要求提供木材树种、密度、强度等技术性能指标

(4)核设备用防虫耐腐高稳定性木垫块

可按设计要求提供木材树种、密度、尺寸稳定性、强度、耐腐性等技术性能指标

4.2新技术

(1)木材增强-阻燃-防腐一体化处理技术

技术简介

针对人工林杨木、辐射松、樟子松等木材密度小,强度低、尺寸不稳定、易燃、易霉变腐朽及产品附加值低等问题,研发出一种绿色环保、成本适中,集增强、阻燃、防腐等功能为一体的多元复合新型木材改性剂,突破了传统改性剂功能单一及不能重复利用的技术瓶颈,实现了人工林木材增强-阻燃-防腐一体化处理,制备出密度、强度可调控、尺寸稳定,且具有阻燃和防腐功能的新型木质材料,可广泛用于制造阻燃型实木门、实木家具、地板等高附加值产品,还可用于强度和防腐性能要求较高的核设备用木垫块、铁路货车(平车)底架木地板等特殊产品。

技术指标

该技术以有机树脂预聚物为主剂,以无机类阻燃剂和防腐剂为功能性助剂,并添加醇类阻聚剂,制备出一种可循环利用的多功能木材改性剂,通过真空加压浸渍处理,可大幅提高木材密度、强度及尺寸稳定性,且可赋予木材阻燃、耐腐等新功能。改性后木材密度提高20%~60%,静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)分别提高30%和20%以上,抗胀率≥50%;甲醛释放量达到GB18580-2017规定的E1级水平(≤0.124mg/m3);阻燃性能达到GB8624-2012规定的B1级水平;防腐性能达到GB/T 13942.1-2009规定的耐腐等级II级。

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市场前景

该技术已先后在河北、河南、湖南、广东、海南、吉林等地的10余家企业完成了推广应用,建成示范生产线12条;利用改性木开发出的核设备用木垫块与铁路平车底架木地板产品分别在西安核设备有限公司和南车二七车辆有限公司得到规模化应用。近3年预计改性木及下游产品约50万m3,产值约20亿元,经济效益显著,市场前景广阔。

(2)高稳定性强化单板层积材制造技术

技术简介

针对人工林杨木材质等级低,无法满足结构用材要求的技术难题,以杨木单板为主要原料,采用浸胶代替涂胶的方式完成树脂对单板的充分渗透,浸渍单板经干燥机快速干燥后,按木材顺纹方向组坯、层积、热压、胶合,制备出密度大、强度高、尺寸稳定、加工性能良好的密实型杨木强化单板层积材,可用于木结构梁、桁架等工程材料及高尺寸稳定性木门窗产品的加工,大幅提高人工林杨木的产品附加值。

技术指标

高稳定性强化单板层积材密度达0.80g/cm3以上,抗胀率≥60%,静曲强度(MOR)达150 MPa以上,纵向弹性模量(MOE)达14GPa以上,符合日本单板层积材建筑结构用材标准(JPIC-ew-S-11)。

市场前景

该技术相继在河北、山东、湖南等地完成示范推广,开发出的高稳定性杨木强化单板层积材木结构梁及木质门产品,以其强度高、性能稳定、耐候性优良的特点得到用户一致好评,在木结构建筑用材领域具有广阔的应用前景。

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(3)多孔弹性木材海绵制备技术

技术简介

针对人工林木材应用范围窄、高附加值利用程度低的问题,以低密度轻木为原料,采用化学方法脱除木材细胞壁中木质素和半纤维素,保留纤维素骨架,并利用冷冻干燥构筑“波浪形”层状结构的木材海绵。本技术赋予木材独特的层状结构和优良的机械压缩弹性,制备的木材海绵材料具有密度低、孔隙度高、压缩弹性好等特性,在吸附材料、保温材料、储能、催化等领域具有广阔的应用前景。

图5 木材海绵吸油材料的制备

技术指标

木材海绵材料密度低(约0.03 g/cm3)、孔隙度高(约98%)、压缩弹性好(经100次循环压缩,回复率保持90%以上);木材海绵经过疏水处理可作为一种可重复使用的吸油材料,用于水中油污染处理,其吸油性能达16~41g/g,且可通过机械挤压的方式排油。

市场前景

木材海绵源自天然木材,其制备工艺简单,可实现规模化生产,材料密度低、孔隙度高,压缩弹性好,在吸附材料、保温材料、储能、催化、医学等领域具有广阔的应用前景。

(4)木材仿生超疏水改性技术

技术简介

针对木材耐水性差的问题,基于荷叶效应原理,以纳米二氧化硅为无机填料,以环氧树脂、有机硅油等透明聚合物为有机基质,采用浸渍涂膜法或喷涂法在木材基底仿生构建有机-无机杂化超疏水膜。木材超疏水表面水接触角大于150°,滚动角小于10°,可以有效隔离木材与水分的接触,从而避免木材因吸水而引起的干缩湿胀、生物腐朽等问题,同时赋予木材自清洁、防污、防霉、防腐等功能,从而显著提升木材的使用性能和耐久性,拓展木材的应用领域。

技术指标

超疏水木材表面水接触角大于150°,滚动角小于10°,水滴在木材表面自由滚动而不能渗透其中;超疏水木材保持木材自身的纹理和色泽;构建的超疏水涂层具有良好的机械耐磨性、耐水洗、耐光老化以及耐酸碱腐蚀等性能。


图6 超疏水木材的仿生制备

市场前景

超疏水木材制备工艺简单、成本低廉,可通过喷涂法实现大面积制备,可应用于浴室内装修、园林景观建筑、木栅栏、露台地板等领域。

5.合作方式及联系人信息

技术转让;技术开发;技术服务。

联系单位:中国林业科学研究院木材工业研究所木材改性研究室

联系人1:王小青 研究员 电子邮箱: wangxq@caf.ac.cn

联系电话:010-62889052(座机);13811597138(手机)。

联系人2:柴宇博 副研究员 电子邮箱:chaiyubo@caf.ac.cn

联系电话:010-62889462(座机);13522299619(手机)。

2022年11月,首届深圳核博会的成功举办,刷新了行业交流与展示的新纪录。央企和产业龙头单位纷纷参展,展商单位超过600家、展览面积超过60000平方米、展品达5000多种,集中展示了“华龙一号”、“国和一号”、高温气冷堆、“玲龙一号”等国之重器以及全球最前沿的核能与核技术产业科技创新成果,观展人数突破10万人,线上直播观看量突破100万人次,影响力非同凡响。

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2022深圳核博会现场

11月15日,2023中国核能高质量发展大会暨深圳国际核能产业创新博览会“核”您相约,中国林科院木材工业研究所欢迎各位届时莅临展位咨询洽谈,共聚鹏城!

大会组委会电话:010-67808008/010-68808008

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图为技术

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