西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院的科研工作者利用農(nóng)作物秸稈和塑料開發(fā)出了一種定向復(fù)合材料。通過(guò)自主研制的加工工藝和設(shè)備，以高密度聚乙烯作為黏接劑，將棉稈等農(nóng)作物秸稈通過(guò)碾壓、干燥、鋪裝、熱壓等工序制成復(fù)合板材，打破了人造板需將農(nóng)作物秸稈磨粉或制成刨花后施膠熱壓的傳統(tǒng)工序。這種復(fù)合材料具有強(qiáng)度大、耐水耐腐蝕、表面美觀等優(yōu)異特點(diǎn)，可用于建筑裝修、家具制造、汽車裝飾和包裝。

此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年第12期，題為“棉稈束/高密度聚乙烯定向復(fù)合板制備”，第一作者為西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院博士研究生漆楚生，其在博士研究生導(dǎo)師郭康權(quán)教授的指導(dǎo)下進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)三年的試驗(yàn)研究。

隨著建筑裝修、家具制造、汽車裝飾、包裝等行業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)對(duì)木材的需求量不斷增加，木材資源愈來(lái)愈緊張。農(nóng)作物秸稈的化學(xué)組成成分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，與木材有相同的成分，只是含量不同，被認(rèn)為是理想的木材代用材料，且農(nóng)作物秸稈為一年生植物，年產(chǎn)量驚人，其中棉稈的產(chǎn)量為棉花產(chǎn)量的3ˉ5倍，僅我國(guó)新疆的棉稈年產(chǎn)量便可達(dá)900萬(wàn)噸以上。

現(xiàn)有的秸稈人造板是將農(nóng)作物秸稈粉碎成刨花或細(xì)小纖維，并采用價(jià)格高昂的異氰酸酯作為黏接劑，這種加工方法破壞了秸稈原有的縱向強(qiáng)度，且能耗大，成本高，并影響了產(chǎn)品的物理力學(xué)性能。在此背景下，急需尋找一種新的低成本和高性能的生產(chǎn)方法。

西北農(nóng)林科技大學(xué)研究者通過(guò)自主研制的碾壓疏解設(shè)備將棉稈疏解成橫向松散縱向不斷裂的網(wǎng)狀束，在用偶聯(lián)劑進(jìn)行改性后，添加高密度聚乙烯進(jìn)行定向鋪裝后熱壓，最后進(jìn)行表面加工。該復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度分別達(dá)到31.5、4561.3和0.52兆帕。同時(shí)開發(fā)出了在上述板材表面添加木材單板的復(fù)合板材，從而使復(fù)合材料具有實(shí)木的優(yōu)美外觀，且該復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度達(dá)到62.8兆帕，彎曲彈性模量達(dá)到8348兆帕，并已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。

該材料由于使用了熱塑性的高密度聚乙烯作為黏接劑，因此可以回收再利用。由于塑料和碾壓秸稈的特性，復(fù)合材料具有防水、耐腐蝕、耐蟲蛀、尺寸穩(wěn)定性好、力學(xué)強(qiáng)度高、使用范圍廣、生產(chǎn)能耗低、制造成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而且該生產(chǎn)工藝和方法可廣泛應(yīng)用于高粱稈、麥秸稈、玉米稈、大豆稈等農(nóng)作物秸稈中，為解決林產(chǎn)品危機(jī)，增加農(nóng)民收入，美化農(nóng)村環(huán)境提供了新的思路和方法。