木質(zhì)新材料是現(xiàn)代木材工業(yè)的重要組成和技術(shù)先導(dǎo)。隨著自然資源的變化和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，木材工業(yè)發(fā)展從原始的原木利用逐漸發(fā)展到鋸材,、單板,、刨花,、纖維,、非木質(zhì)和化學(xué)成分的利用,，形成了新型的材料和產(chǎn)品,，如單板層積材,、集成材,、重組木、定向刨花板等木質(zhì)工程材料和產(chǎn)品,，木/塑復(fù)合材料,、木材/竹材復(fù)合材料、木質(zhì)導(dǎo)電材料和木材陶瓷等木質(zhì)復(fù)合材料和產(chǎn)品,。新型材料及新型木制品結(jié)構(gòu)的發(fā)展推動(dòng)了木材加工機(jī)械裝備的技術(shù)進(jìn)步,。
1、木質(zhì)新材料發(fā)展現(xiàn)狀
1.1木質(zhì)工程材料和產(chǎn)品
木質(zhì)工程材料是將木材加工成木板,、木條,、單板、刨花或纖維等組元,，再利用現(xiàn)代技術(shù)將木材組元重組為新型木質(zhì)材料和產(chǎn)品,。他們具有原始木材所不具備的幾何性能、同一性,、均勻性和曲面成形性,。如集成材、單板層積材,、單板條層積木,、長(zhǎng)條刨片層積材、重組木,、定向刨花板等,。
集成材(GluedLaminatedTimber，簡(jiǎn)稱Glulam)是利用鋸制板材或方材,，在平行于纖維方向用膠合劑沿其長(zhǎng)度,、寬度或厚度膠合而成的一種木質(zhì)材料。是一種材性與實(shí)體木材最為接近,，而又優(yōu)于實(shí)體木材的新型材料,。集成材可以加工成通直形狀和彎曲形狀或沿長(zhǎng)度方向截面漸變結(jié)構(gòu)，也可以加工成工字形和空心方形等截面型,。按用途可以分為結(jié)構(gòu)用集成材和非結(jié)構(gòu)用集成材,。結(jié)構(gòu)用集成材主要用于體育館、音樂(lè)廳,、廠房,、倉(cāng)庫(kù)等建筑物的木結(jié)構(gòu)梁,，其中作為三鉸拱梁的承重材具有良好的物理性能和經(jīng)濟(jì)性，造型美觀,，也可用于橋梁和車廂的承載梁。非結(jié)構(gòu)用集成材主要作為家具和室內(nèi)裝修用材,。
歐洲,、加拿大、美國(guó),、日本等國(guó)家對(duì)木質(zhì)工程材料和產(chǎn)品的研究比較深入,，開(kāi)發(fā)出許多新型木質(zhì)材料、結(jié)構(gòu)部件和連接構(gòu)件,，逐漸形成了木質(zhì)工程材料和產(chǎn)品生產(chǎn)的專業(yè)化,、大型化和標(biāo)準(zhǔn)化體系。
歐美各國(guó)集成材年總產(chǎn)量高達(dá)100萬(wàn)m3,。日本有近200個(gè)廠家生產(chǎn)集成材,。國(guó)內(nèi)集成材的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，主要以非結(jié)構(gòu)用集成材生產(chǎn)為主,。目前集成材廠家已超過(guò)500家,，實(shí)際生產(chǎn)能力可達(dá)300萬(wàn)m3，生產(chǎn),、工藝和市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)均已成熟,。
單板層積材(LaminatedVeneerLumber，簡(jiǎn)稱LVL)是采用旋切或刨切的單板,，沿著木材的纖維方向?qū)臃e膠合的木質(zhì)材料,。單板層積材具有力學(xué)性能均勻、強(qiáng)度高,、規(guī)格靈活多變的特點(diǎn),，優(yōu)于實(shí)體木材?？蛇M(jìn)行鋸切,、刨切、鑿眼,、開(kāi)榫等加工,，并可進(jìn)行鉚接、斜接,、鉸接等后續(xù)加工,，特別適用于大跨度的木結(jié)構(gòu)。按用途可以分為結(jié)構(gòu)用單板層積材和非結(jié)構(gòu)用單板層積材,。結(jié)構(gòu)用單板層積材主要用于建筑承重墻,、隔墻,、析架、橋梁,、枕木等領(lǐng)域,，特別適合于大跨度梁和一些用實(shí)體木材、膠合木和鋼材無(wú)法簡(jiǎn)單替代的領(lǐng)域,。非結(jié)構(gòu)用單板層積材主要作為家具,、門(mén)窗構(gòu)架等裝飾用材。
在北美,，單板層積材的總產(chǎn)量達(dá)到160多萬(wàn)m3,，占到木材消耗量的3%。同時(shí)芬蘭,、新西蘭和澳大利亞等國(guó)家也在積極開(kāi)發(fā)滿足建筑用材長(zhǎng)度和強(qiáng)度要求的超長(zhǎng)部件,，非結(jié)構(gòu)用單板層積材以日本市場(chǎng)最具有代表性，其市場(chǎng)擁有量和進(jìn)口量最大,。我國(guó)單板層積材的研究始于20世紀(jì)80年代后期,，主要是利用膠合板設(shè)備生產(chǎn)小規(guī)格非結(jié)構(gòu)用單板層積材，生產(chǎn)廠家己達(dá)數(shù)十家,，大規(guī)格結(jié)構(gòu)用單板層積材還沒(méi)有開(kāi)始生產(chǎn),。
1.2木質(zhì)復(fù)合材料和產(chǎn)品
木質(zhì)復(fù)合材料是以木材(其各種形態(tài)，包括纖維,、單板和刨花等)為基體材料,，復(fù)合其它材料而構(gòu)成的具有特殊微觀結(jié)構(gòu)和性能的新型材料。通過(guò)利用木材與其它材料的復(fù)合效果,，克服木材主要物理力學(xué)性能的缺陷,，賦予木材新的功能，以提高木材的使用價(jià)值和利用率,。如木/塑復(fù)合材料,、木材/竹材復(fù)合材料等。
木/塑復(fù)合材料是指由木纖維或植物纖維補(bǔ)強(qiáng)填充改性熱塑性塑料材料,，兼有木材和塑料的成本與性能,，經(jīng)擠出、壓制或注射成型板材或其它制品,，替代木材和塑料的復(fù)合材料,。木/塑復(fù)合材料可以解決傳統(tǒng)木材制品的易腐朽、蟲(chóng)蛀,、開(kāi)裂,、生物降解以及尺寸穩(wěn)定性差的問(wèn)題，其產(chǎn)品主要用作各種室外用結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)板材及型材,、環(huán)境安全型家具材和高尺寸穩(wěn)定性的復(fù)合地板芯材,。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家制造木質(zhì)復(fù)合材料起源于20世紀(jì)80年代,并于90年代中期開(kāi)始逐步形成一個(gè)發(fā)展迅速的新型產(chǎn)業(yè),。近幾年來(lái)，高性能木/塑復(fù)合材料在世界上特別是在美國(guó)和加拿大得到快速的發(fā)展,。據(jù)1996年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó)和加拿大約有70家企業(yè),每年生產(chǎn)45～67萬(wàn)m3木/塑復(fù)合材料,，年產(chǎn)值4000—6000萬(wàn)美元。當(dāng)前在美國(guó)木/塑復(fù)合材料市場(chǎng)份額比較大的公司有TREX公司,ANDERSEN公司和STRANDEX公司等,。
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