木材炭化窑(海南这棵“知名树”的跨界重生)

Posted 2023-05-29

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木材炭化窑(海南这棵“知名树”的跨界重生)

半个世纪以来，海南科研人员改造橡胶木实现“三级跳”，令橡胶木成为高档进口硬木的可替代品。

从1974年开始，海南科研人员投身橡胶木应用研究，将原本只能当烧火柴的被淘汰的橡胶树，依次用化学、物理方法改造成实木家装材料。至1997年，海南共更新橡胶园5万公顷，生产橡胶木锯材450万立方米，产值10亿元，节省天然林3万公顷。眼下，在科研人员的努力下，不添加任何化学制剂，通过热改性技术炭化后的橡胶木，品质直逼号称“万木之王”的天然柚木。

挤出最后一滴胶乳后，海南橡胶树跨界重生，品质不断迭代升级，正在缓解我国实木地板产业对进口木材的过度依赖。

46年前胶园更新倒逼橡胶木研发

木材环境学研究证明，木材天然独特的纹理、色泽、触感，使人产生温馨愉悦之感。中国热带农业科学院橡胶研究所接待室铺着橡胶木地板，镜面般平滑，正是人们家装最喜欢的一种实木地面效果。

橡胶所“橡胶木材与热带林木综合利用研究室”主任李家宁是海南橡胶木研发课题组第三代掌门人，在他看来，橡胶木应用研究，是科研服务生产的成功实践，回忆历史，满纸艰难与奋进。

中国热科院橡胶所接待室内，铺着橡胶木地板。通讯员田婉莹摄

1973年，强台风袭击海南岛东部，琼海境内东太农场橡胶林损失惨重。而此时，因很多橡胶树已经度过产胶黄金期，橡胶树的产胶量下降，为了恢复生产，农场着手更新风残胶园。这是我国首次大规模更新华南垦区风残和低产老胶园。

橡胶树砍伐后极易蓝变，半年后长虫、发霉，迅速腐朽。它天然耐久性差，仅为一年左右，在海南一直被当作烧火柴，没啥身价。农场更新的大量橡胶树如何变成可用之材？这一难题首次摆在科研人员面前。

1974年，华南热带作物研究院（中国热科院前身）开始研究橡胶木，首发队形是清一色教授团队，有研究橡胶的、有研究白蚁的，可就是没有研究木材的。为了服务生产所需，老一辈科学家们组团开干，成立了“橡胶木材防腐与利用”课题组。

课题组不久便与广州木材企业合作，用橡胶原木试制人造板、纸张、活性炭。研究表明，“橡胶木材颜色淡雅，花纹美观，具有略重、略硬、强度中等、干缩小和切、削、锯、刨、钉容易，握钉力良好等物理力学性质和机械加工性能，适合用来作家具和门、窗、桷子板等用材。”

这为我国橡胶木在家具和建筑上应用提供了理论依据。

改造橡胶木从可利用到重环保

当年，课题组刚成立，没有现成的经验可以学习，大家只能摸索着干，院领导提的要求也很简单：不长虫，不发霉，能用就行。

第一代科研人员面临的首个难题，是橡胶木的防腐和干燥问题，这是实现加工利用的关键所在。

一段时间后，硼酚合剂被研制出来，这是一种化学药剂。用它处理过的橡胶木，对抑制害虫、霉菌、蓝变菌和腐朽菌均有显著效果。

经过处理的木材，先后在广州、海口家具企业试制家具，被制成办公桌、椅子、书柜、沙发、茶几、衣柜和床头柜等家具100多套。使用数年后测试，家具无虫蛀，无腐朽，完好无损。

初试结束后，课题组在国家经费支持下，再接力中试五六年。中试成果鉴定认定：这套化学手段对橡胶木利用具有很大的实用价值和经济意义，可在生产上推广应用。

20世纪80年代，橡胶木课题组位于儋州的中试基地现在仍在使用。通讯员田婉莹摄

与其说是橡胶树老化倒逼橡胶木的研究，不如说是生产企业对科研单位的倒逼。这项技术边试验边推广，企业迫不及待地抢技术。初试结束时已有7个农场在试用，中试尚未结束，试用的农场和地方企业有十多个，产品除了在本地出售外，还销往广州、深圳等地；未等中试完全结束，海南企业迫不及待要求课题组办培训班。第一期培训，共为当时的海南农垦局和云南农垦局的37个农场及科研所培训技术骨干38名。

这波培训的效果出奇地好，1988年，广东一家藤厂出口防腐橡胶木家具31万件，创汇180万美元。其中一种经典款式的椅子先后卖了1亿多把。

1985年，海南开始利用世界银行贷款，大规模建设橡胶木加工厂，3年间，海南橡胶木加工生产能力达到锯材14万平方米，生产家具150万件。

1974年到1991年间，海南使用此项技术的农场、企业和个体户达六七十个，产品在海南、广东、上海、宁波等地销售，有的远销国外，取得了可观的经济效益。这项技术同时获得众多国家级科技大奖。

然而，硼酚化学添加剂对人体健康有害， 1988年，课题组着手用物理的方法进行替代。

简单说，这一物理方法就是高温热处理，消除橡胶木体内的淀粉与虫，这一方法大大降低了化学方法对人体的影响，环保指标大大提高。同时，海南生产企业还引进了真空加压木材处理技术。这两种技术的推广使用，使华南垦区的橡胶木加工业迅速发展成为一种大产业。

可是，保证人体健康不受影响的物理技术也存在弊端，加工过程中，橡胶木的强度受损了。

高温改性拉升人工速生林品质

2012年，李家宁带领团队展开更高层次的技术研发，高温热改性生产炭化木技术。全程零添加任何物质，目标是，让人工林达到天然林指标。

这一次，团队将研发重点放在炭化橡胶木方向，高温炭化，可有效防止粉蠹虫蛀蚀。

适合橡胶木工业化生产的炭化窑。通讯员田婉莹摄

科研人员选取树龄30-50年的橡胶树原木，在100℃-150℃高温环境下降低淀粉与油离糖后，再经过150℃－200℃高温炭化处理，使橡胶木达到不易变形，抗粉蠹虫，抗腐朽，强度不损失等特性。如此零添加手段处理过的橡胶木，环保状态非常高，可用于制造厨房砧板等餐具。

令人欣喜的是，通过研发橡胶木高温热改性生产炭化木，赋予橡胶木类似柚木的外观色泽，同时具有良好的稳定性。李家宁团队研发出适合橡胶木工业化生产的炭化窑，发明了一次完成橡胶木干燥和热改性炭化的方法，生产周期缩短近一半，生产成本降低四成。

柚木，被称为“万木之王”，天然耐腐，是泰国缅甸皇室专用木材。李家宁告诉记者，这套技术让橡胶木非常接近柚木品质，两者密度与纹理极其相像。

“这就是科技的意义所在，让人工林通过技术改性达到天然林材质。”李家宁说，我国大径材和珍贵材严重不足，国产速生木材品质难以达到进口硬阔叶材质量。眼下，我国阔叶材原木和锯材年进口量突破2000万立方米，用于生产高档木制品的柚木、菠萝格等热带深色硬木几乎全部需要进口，对外依存度持续增高。通过木材改性新技术，正在逐步缓解这一局面。

2016年．李家宁团队技术成熟，2017年获得国家专利，获得授权国家发明专利6项，实用新型专利5项，发表相关论文11篇。仅一年时间即获得专利，速度如此之快的原因在于“不采用化学药剂改变了橡胶木材的颜色，提高了木材的稳定性、耐腐朽性，防粉蠹虫性，丰富了橡胶木产品种类。而且，这项技术可应用于任何易长虫的木材加工方面。”

其实，市场对海南橡胶木的接受程度非常大。李家宁向记者起底家具市场中的各种高大上名词，“商家为家具锯材起了各种各样高大上的商品名，槐木被称为金刚柚，番龙眼被称为唐木，美洲红橡、欧洲白橡是真正的橡木，而商家言语含糊的泰国橡木，其实就是橡胶木。”

昂贵的硬木常用来建造海边栈道，木屋、亭子。而海南橡胶木品质可以媲美这些木材质，达到欧洲、日本设定的20年以上的使用标准，最诱人的是价格，便宜了一半，且环保、耐久性更好。

“海南橡胶木应用于生产后，具有工业产品的一致性与稳定性。”这一点，经过李家宁团队验证。前几年，课题组在儋州橡胶木产品示范点，建了两处户外长廊，一处是橡胶木的，一处是天然松木的,在“啥都不管”状态下，几年内橡胶木长廊各项指标状态明显优于松木。

眼下，我国橡胶木锯材全年需求量500万方，而海南与云南供应量仅为100万方，可谓市场前景广阔。

海南最知名的“一棵树”，变形之后，换了条跑道接着服务这片热土。

新海南客户端、南海网、南国都市报记者康景林