科创中国

针对人工林木材材质较软、尺寸稳定性差，户易腐朽、老化等问题，福建农林大学余雁教授团队依托“十三五”国家科技支撑项目课题和国家林业公益性行业科研专项，利用糠醇树脂对木材进行细胞壁改性，显著提升改性材力学性能、尺寸稳定性以及防霉防腐等生物耐久性能。实现指标如下：1）筛选出了新型催化剂1种，提出具有自主知识产权的糠醇改性液配方1个；2）获得适合人工林杉木和杨木的成套液相糠醇改性处理工艺各1套，糠醇改性木材抗压强度相对未处理材提高30%，抗湿胀系数（ASE）平均为60.8%，防腐性达强耐腐等级；3）获得适合人工林杉木和杨木的成套气相糠醇改性工艺各1套，成功制备出了低糠醇树脂负载率、高尺寸稳定性的改性木材，制备出的糠醇改性杉木和杨木，在增重率仅为10-12%时，ASE分别高达80.06%、89.00%和51.32%；4）建成年处理能力10000 m3木材糠醇树脂改性中试生产线1条，产品增值3000元/m3以上。示范生产改性木材产品50 m3，制成户外家具10套，凉亭2座。

该技术具有独立知识产权，筛选出的新型催化剂性能达到甚至超过国外专利催化剂，打破了国外对糠醇树脂改性技术的专利垄断，达到国际先进水平。改性液在常温条件下可均一稳定存储1周以上，改性木材达到强耐腐等级、尺寸稳定性高，可以将速生人工林软质木材应用于高附加值户外产品。采用溶液定量吸附及气相吸附沉积的方法对木材进行改性，实现了对细胞壁的精准改性，可以在低负载率下获得尺寸稳定性高的产品，节省糠醇改性液，降低生产成本。由于设备等研究条件的限制，极具潜力的气相糠醇改性技术仍停留在实验室研究阶段，希望在后期的研究中，探索更好的糠醇气化方法及相关处理设备，以便于快速实现气相糠醇改性的产业化。目前，工业化生产建议采用液相糠醇改性方法，即通过真空加压浸渍或溶液定量吸附法处理木材，通过控制糠醇树脂的负载率可生产不同性能等级的改性木材产品，产品增值3000元/m3以上，可用于制造户外栈道、家具、木结构建筑屋顶板和外挂板、高速公路隔音板等。

杉木、马尾松以及杨木等速生人工林资源在我国已拥有较大规模的种植面积，资源丰富，但由于材料本身性能的缺陷，导致人工林木的应用范围受到很大的限制，特别是作为户外材的使用。产品可以用于制造户外栈道、家具、木结构建筑屋顶板和外挂墙板、高速公路隔音板等。通过实施本项目，可以显著提高人工林木材的附加值，提高林农的积极性，带动林区经济发展。

1.余雁，福建农林大学教授，国家万人计划科技创新领军人才，为项目负责人，提出了项目研究思路，设计了项目技术路线，研制了改性剂配方和溶液定量吸附、气相吸附沉积改性工艺。2. 王汉坤，国际竹藤中心副研究员，曾获得国家级奖励1项，省部级奖励2项，参与了糠醇改性工艺的优化和中试示范生产。3.李万菊，广东省林业科学研究院副研究员，长期从事木竹材的糠醇改性研究，基于真空加压浸渍法进行了液相糠醇树脂改性的工艺优化研究。4. 刘明辉，国际竹藤中心博士，进行了溶液定量吸附和气相糠醇树脂改性的工艺优化。5.张雪霞，福建农林大学讲师，参与了木材的液相糠醇改性工作，进行了数据分析和论文撰写。6.郭飞，福建农林大学讲师，参与了木材的气相糠醇改性研究，分析了糠醇树脂在改性木材中的多尺度分布规律。

截止目前已为该技术的研发投入178万元，已建成年处理能力10000 m3木材糠醇树脂改性中试生产线1条，产品增值3000元/m3以上。示范生产改性木材产品50 m3，制成户外家具10套，凉亭2座。木材的液相糠醇改性技术已基本成熟，气相糠醇改性技术尚需要与机械背景企业合作，进行设备研发与试制，尚需3-5年。该成果可以产生的经济和社会效益如下： 1）直接经济效益：在湖南栋梁木业有限公司示范推广了人工林木材糠醇树脂改性技术，改性后人工林杉木和杨木的价格提高了近3000元/m3，年加工处理10000 m3能力计算，每年仅原材料就可以增值近3000万元。改性材在外观与质感上具有高档阔叶木材的特点，若用于制造高档耐候地板、户外装饰或家具，可进一步大幅提高产品的附加值。 2）社会效益：本研究成果对木材资源高效利用、森林资源保护等具有十分重要的意义，对我国林业可持续发展和“双碳”战略有很好的促进作用。

项目拥有技术核心授权专利2项，创新水平为国际先进，转化方式可以是技术转让或技术合作。其中技术转让是指受让方向转让方支付转让费100万，并成为科技成果的新的所有人；技术合作是指双方签订立合作协议，共同转化科技成果，成果所有人充分发挥科研、人才优势，负责持续研发，而企业发挥资金、市场优势，负责提生产线、实验场地等条件，进行产品试制和市场推广。以建成年产10000 m³的生产线为例，预计前期设备投资需约220万元，目标年产值4500万元，盈利500万元。