[发明专利]一种利用木质纤维素原料生产纤维板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵工程和建材加工领域，特别是涉及一种通过担子菌对以木质纤维素为主要成分的秸秆等原料进行生物改性，从而生产新型纤维板的方法。

背景技术

我国森林资源相对匮乏，造成了我国木材资源严重的供不应求。另一方面，据统计，2008年我国人造纤维板产量达到9409.95万立方米，比2007年增长6.6％，比2000年的2001.67万立方米增长3.7倍，平均每年递增46％。我国已有人造纤维板企业达6000多家，生产规模每年达9000多万立方米，成为世界人造纤维板生产和消费第一大国。尽管我国人造纤维板产量不断增加，但仍然无法满足市场需求。同时原料供应也存在严重的不足。

为了保护现在的森林资源，减少木材资源的消耗，并进一步扩大生产满足市场需要，寻找并发展木材的代替品是当前一个重要的课题。

作为一个农业大国，我国农作物秸秆产量十分丰富。近年来，我国农业发展迅速，粮食产量也逐年稳定提高，各类农作物秸秆的年总产量已达约6亿吨。然而，秸秆产量增加的同时，随着农村经济的发展和农民生活水平的不断提高，农村传统上将秸秆用于燃料，建筑材料及粗饲料的使用量逐年减少。据相关不完全统计，世界上被利用的秸秆等农林废弃物不足2％，我国目前秸秆的利用率也仅为33％，其它大部分未加处理，被丢弃或者烧掉。经过技术处理后利用的秸秆仅占2.6％。如何合理利用这些秸秆资源将是一个很大的难题。如果能够将农作物秸秆作为生产人造板原料，无疑将在成本控制、环境保护、资源利用方面均将会产生较好的影响。

但是，目前虽然秸秆人造纤维板制作技术仍不能像木材人造纤维板一样得到广泛的应用，其原因主要包括以下技术难点：首先，秸秆由于其表面成分的特殊性，含有大量硅盐，从而导致其表面形成蜡层，从而增加了胶黏的难度及胶黏剂的用量。目前国内外使用的胶黏剂大多为异氰酸酯，相比其他原料可以采用的脲醛树脂，异氰酸酯的价格是其8-9倍，这也就增加了制作成本，而且大量胶黏剂的使用会释放出更多的危害人体健康的物质，从而对生产工人的健康和工厂周边环境造成危害，产生严重的环境污染。另外，由于成本较高等因素，秸秆材质人造纤维板目前仍没有被广大消费者所认可，其销量较小，经济效益不高，企业参与度不高。而且，秸秆人造纤维板原料种类多、复杂、不同粉碎过程也易造成强度差异，造成了制定统一的质量标准困难，以至市场无法统一规化，这也限制了以秸秆为原料的人造纤维板的生产和发展。

淀粉是以大规模、高效率生产与提纯的廉价天然高分子聚合物，本身具有作为胶黏剂的潜力。人类从古至今围绕淀粉类胶黏剂开发的努力一直没有停止过。我国秦朝就以糯米浆与石灰制成的浆黏结长城的基石，但由于受到科学水平的限制，一直到20世纪中叶天然高分子胶黏剂被合成高分子聚合物取代时，传统淀粉基胶黏剂的制作水平都无突破性的进展。传统淀粉基胶黏剂因为耐水性能差、胶接强度低而被局限于纺织业、造纸业、包装纸箱、瓦楞纸板等工业生产上使用，用于木材及纤维板加工工业的则很少。主要原因是向淀粉引入的活性基团效率很低，故传统淀粉基胶黏剂黏结力的主要来源于淀粉链上为数众多的羟基之间产生的氢键结合力，以及依赖硼砂对羟甲基的络合作用。要提高淀粉基胶黏剂的耐水胶接性能，应在淀粉分子链之间均匀导入适量结合牢固的化学键，如氨酯键、醚键、缩醛键和酯键等。通过这些化学键在分子链间的结合力，阻止因水分子进一步楔入，导致淀粉链间距离被撑大而使大量氢键结合力被破坏。实现在胶层结构中以少量的化学键为核心，在其周围辅以大量的氢键，共同构成改性淀粉胶黏剂耐水胶层的结构。因此，常规淀粉胶必须通过改性转化为变性淀粉胶后才能较好的应用到木材工业中，同时这也导致了使用变性淀粉胶带来的生产成本问题。