高性能竹基纖維復(fù)合材料主要是指以竹基纖維簾為基本構(gòu)成單元按順紋理方向經(jīng)熱（冷）壓膠合而成的板材。

科技名詞

中文名稱：高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）

英文名稱：wooden bamboo

材料簡介

依托中國林科院專利技術(shù)制造的高性能竹基纖維復(fù)合材料，俗稱為“竹鋼”，為世界首創(chuàng)的竹制品，是完全由中國人自主開發(fā)的新材料。

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）是以我國南方地區(qū)大量生長的竹材資源為原料，通過纖維化竹束簾制備技術(shù)、酚醛樹脂均勻?qū)爰夹g(shù)、連續(xù)式網(wǎng)帶干燥技術(shù)、大幅面板坯鋪裝技術(shù)、成型固化技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)竹基纖維復(fù)合材料的高性能和可調(diào)控，最終制造成高性能多用途竹基纖維復(fù)合材料。該產(chǎn)品技術(shù)節(jié)省了傳統(tǒng)的剖蔑工序，是我國在竹材加工應(yīng)用領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，屬于竹材工業(yè)化利用的第五代技術(shù)，竹材的利用率從目前的20%~50%，可以提高到95%以上。產(chǎn)品的力學(xué)性能指標(biāo)，如抗彎強(qiáng)度可以達(dá)到350MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)360MPa以上，抗壓強(qiáng)度達(dá)到140MPa以上，彈性模量達(dá)到30GPa以上。

材料特點(diǎn)

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）采用純天然慈竹經(jīng)酚醛樹脂熱壓膠合而成，具有高強(qiáng)度、低碳環(huán)保、高耐候性、阻燃、凈化空氣、使用壽命長等特點(diǎn)，是“以竹代木、以竹代鋼”的最佳產(chǎn)品；是一種將竹材重新組織并加以強(qiáng)化成型的竹質(zhì)新材料，對(duì)增加竹農(nóng)的收入、促進(jìn)農(nóng)民就業(yè)和發(fā)展竹產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)具有十分重要的意義。

綠色環(huán)保

隨著全球氣候變暖，森林愈發(fā)顯得彌足珍貴，竹鋼的出現(xiàn)，更加有效地保護(hù)了人類的生存環(huán)境。同面積的竹林可比樹林多釋放35%的氧氣，也可以這樣說：竹產(chǎn)業(yè)不僅僅是低碳產(chǎn)業(yè)，而更應(yīng)該是負(fù)碳產(chǎn)業(yè)。通過環(huán)保加工工藝生產(chǎn)的“竹鋼”由我國資源豐富的可循環(huán)再生的慈竹、環(huán)保膠酚醛樹脂和水分組成，使用時(shí)無需特殊護(hù)理和保養(yǎng)，有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害物質(zhì)。因?yàn)橛辛酥皲摚覈罅勘婚e置的小徑竹林將得到科學(xué)的管理和利用，非常有利于保護(hù)生態(tài)平衡和應(yīng)對(duì)氣候變化。

高強(qiáng)度

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）在制備過程中沒有打亂竹材纖維的排列方向，可以保持竹材原有的高強(qiáng)度的特點(diǎn)。通過權(quán)威檢測(cè)：高性能竹基纖維復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度≥350MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)≥360MPa，抗壓強(qiáng)度≥140MPa，彈性模量≥30GPa，水煮膨脹率≤5%，由于竹鋼強(qiáng)度高、密度大，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到或超過了葉片基材和戶外板材的性能指標(biāo)要求，同時(shí)，竹鋼也是建筑結(jié)構(gòu)的理想選材。對(duì)于沖擊荷載及周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗力，具有最佳的抗震性，竹鋼結(jié)構(gòu)在各種條件下，均表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的完整性。

良好地可加工性

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）板材常規(guī)尺寸為2500L*1280W*20T（25、30、35）mm大板面設(shè)計(jì)，自由裁切，100%出材率，適用性更強(qiáng)：

1.可鋸切。雖然竹鋼板材非常堅(jiān)硬，但一樣可以運(yùn)用現(xiàn)有的木材鋸切設(shè)備任意鋸切加工。只是最好使用合金刀具，則有更好的鋸切效率。

2.可拼接。板材厚度雖然只有20~35mm,長度雖然只有2500mm,但是借用優(yōu)異的雙組份拼板膠，可采用直拼、疊拼、錯(cuò)逢拼、指接、螺接等，可輕易地獲取到厚達(dá)幾米，長達(dá)幾十米的方材。

3.可連接。竹鋼材因?yàn)檫^于堅(jiān)硬，所以不方便采用釘接，可以先銑空后再用自攻釘固定連接，因其優(yōu)秀的握釘性能，連接非常結(jié)實(shí)。

4.可砂刨。竹鋼材可以像一般的木材一樣，可砂光，亦可刨光，也可以銑型，加工面可以非常光潔，因沒有木材的蟲蛀和結(jié)疤，加工面亦非常完整，無需補(bǔ)膩。

表面良好附著性

1.可上色。竹鋼亦可采用常規(guī)的木材著色劑，調(diào)出任意色彩。

2.可著油、漆。竹鋼材飾面可根據(jù)具體需要，表面可噴涂、擦刷各類木油、木蠟油、水性清漆、硝基清漆、醇酸清漆以及已調(diào)色后的木蠟油和調(diào)和漆等等。

易于施工

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）具有良好的可加工性，通過拼接板材的方式結(jié)構(gòu)可采用裝配式施工，這樣施工使得竹鋼結(jié)構(gòu)-房屋、亭閣或是地板等均具有造型獨(dú)特、拆裝簡易的特點(diǎn)，且對(duì)氣候的適應(yīng)能力較強(qiáng)，不會(huì)像混凝土工程一樣需要很長的養(yǎng)護(hù)期，另外，竹鋼板材還適應(yīng)各種溫度條件作業(yè)，即使冬季施工也不受限制。

耐久性和耐候性

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）由我國資源豐富的可循環(huán)再生的慈竹、環(huán)保膠酚醛樹脂和水分組成，同時(shí)，表面可著油、漆。使得竹鋼板材具有良好的耐久性和耐候性。精心設(shè)計(jì)和建造的現(xiàn)代竹鋼結(jié)構(gòu)建筑、室內(nèi)外裝飾、家具等，能夠面對(duì)各種挑戰(zhàn)，堅(jiān)固耐磨，即使在多雨、潮濕氣候下也不易變形，是現(xiàn)代最經(jīng)久耐用的建筑材料之一。

阻燃性強(qiáng)

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）為有機(jī)材料B1級(jí)（難燃），在燃燒碳化后一定時(shí)間內(nèi)保有一定強(qiáng)度無煙、毒氣產(chǎn)生。

主要用途

應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)

我國結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料相對(duì)缺乏，因此用竹材部分替代木材制造結(jié)構(gòu)用集成材則顯得非常必要。高性能竹基纖維復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，相比于建筑結(jié)構(gòu)用木材的力學(xué)性能受其缺陷（包含木節(jié)、斜紋、裂紋、生長環(huán)境等）等因素的影響，其力學(xué)性能具有良好的穩(wěn)定性，且強(qiáng)度力學(xué)性能也遠(yuǎn)高于木材。通過高性能竹基纖維復(fù)合材料在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用，部分代替結(jié)構(gòu)用木材在木結(jié)構(gòu)、鋼-木混合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，逐漸實(shí)現(xiàn)木質(zhì)材料資源的自主化，推動(dòng)我國新型、綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

室內(nèi)、外裝飾

高性能竹基纖維復(fù)合材料是一種新型的人造板材。它對(duì)竹材的高效利用、環(huán)保及低碳高品質(zhì)的特性深受國內(nèi)外客戶的期待。目前，國內(nèi)高性能竹基纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)和使用還處于起步階段，但已經(jīng)有一些投資商看好這一行業(yè)并計(jì)劃投資進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，馬德里機(jī)場(chǎng)天花內(nèi)飾對(duì)竹材的全面應(yīng)用，以及上海世博會(huì)有9大竹材概念的場(chǎng)館，無不體現(xiàn)出了全球?qū)Φ吞辑h(huán)保的逐步重視，和作為低碳環(huán)保、可再生資源的優(yōu)秀代表竹材產(chǎn)業(yè)已闊步全世界人民的現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中。由于高性能竹基纖維復(fù)合材料的高強(qiáng)度、耐候性能、良好地可加工性及表面良好地附著性，使高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）被廣泛應(yīng)用于地板、門窗、橋梁、花架、棧道等。成為當(dāng)下最優(yōu)秀的室內(nèi)外裝飾材料之一。

作為風(fēng)電葉片

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）自身優(yōu)越的高強(qiáng)度、阻燃、耐候、絕緣、經(jīng)濟(jì)、可降解的性能，通過與玻纖的再復(fù)合，可以在風(fēng)電領(lǐng)域一展身手。目前，風(fēng)電葉片所使用的主要材料為玻璃纖維復(fù)合材料和木質(zhì)單板層積材。風(fēng)力發(fā)電葉片占風(fēng)力發(fā)電整個(gè)裝置成本的20%左右，其成本在一定程度上影響和決定著整個(gè)風(fēng)電設(shè)備的成本。因此，材料的選擇，制備工藝優(yōu)化對(duì)于降低成本，提高性價(jià)比具有十分重要的作用。使用高性能竹基纖維復(fù)合材料作為葉片，加上合理的翼形設(shè)計(jì)，40米長的葉片完全可以避免使用碳纖維，從而降低原材料的成本。另外，竹材這種生物質(zhì)材料在生長過程中吸收了的二氧化碳要遠(yuǎn)高于制造過程中帶來的碳排放，可以形成負(fù)碳排放的產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)，其產(chǎn)品易于降解，便于回收，提高了環(huán)保因素

用于高檔家具

高性能竹基纖維復(fù)合材料（竹鋼）的紋理自然、質(zhì)密而堅(jiān)硬、外觀清新高雅、零甲醛釋放，使用時(shí)無需特殊護(hù)理和保養(yǎng)，有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害物質(zhì)。已經(jīng)成為家具建材的新寵。

發(fā)展前景

國家已經(jīng)連續(xù)在兩個(gè)五年計(jì)劃期間，將竹材的高效利用列入國家科技支撐計(jì)劃，“十一五”期間，“高性能竹基纖維復(fù)合材料制造技術(shù)”項(xiàng)目，被列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）。中國林科院木材工業(yè)研究所、承擔(dān)了竹鋼產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的主要科研任務(wù)，并取得了豐碩成果，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得14件專利，并且在多家企業(yè)轉(zhuǎn)讓授權(quán)大規(guī)模推廣應(yīng)用，使竹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

我國休閑城市園林綠化建設(shè)的快速推進(jìn)，加上人們對(duì)回歸自然、提高生活品質(zhì)的要求越來越高，以及上海世博會(huì)大量推廣的節(jié)能低碳竹木結(jié)構(gòu)建筑，引發(fā)國內(nèi)竹木結(jié)構(gòu)需求量進(jìn)一步增加。竹子資源高效利用已經(jīng)成為我國目前補(bǔ)充木材資源不足的重要手段。除繼續(xù)用做一般建筑結(jié)構(gòu)及裝飾材料外，在大跨度建筑結(jié)構(gòu)方面也有著很好的前途。高性能竹基纖維復(fù)合材料的開發(fā)與利用將為緩解我國森林資源不足、調(diào)整林業(yè)資源結(jié)構(gòu)、滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)林產(chǎn)品的不同需求開辟一條嶄新的途徑。目前市場(chǎng)情況來看，高性能竹基纖維復(fù)合材料處于高速發(fā)展階段，市場(chǎng)份額逐年增加。竹鋼的使用范圍越來越廣，其優(yōu)異的物理力學(xué)性能及高效節(jié)約的特點(diǎn)使其在多個(gè)領(lǐng)域存在著巨大的市場(chǎng)潛力和機(jī)遇。