浙江农林大学暨阳学院教授姚文斌厚德载物 迈向中国竹产业新征程
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浙江农林大学暨阳学院教授姚文斌:
厚德载物迈向中国竹产业新征程■文/舒鹏戈珊舒铭泽
他是我国竹原纤维这一新兴产业的 开创者,以实际行动践行创新中国梦;他是教育战线上一位信念坚定、敬业爱 岗的师者,用真才实学诠释传道授业解 惑的真谙;他是新时代产学研融合的忠 实推动者,以矢志不渝的精神将个人价 值最大化到社会价值中。
他,就是浙江 农林大学暨阳学院教授姚文斌。
姚文斌,浙江省农业工程一流学科 (B)负责人。
1984年毕业于昆明工学 院机械系获学士学位,1988年毕业于 昆明理工大学获工程力学硕士学位,曾先后担任昆明理工大学力学系主任、浙 江农林大学工程学院副院长、中国机械工程学会机械设计分会第五届委员会委
员、浙江省高校机械工程专业教学指导
委员会第一、二届委员等职,主要从事
机械工程本科与研宄生的教学和林业工
程领域研宂工作。
先后承担国家及省部
级科研项目20余项:主持横向项目18
项;发表学术论文50余篇,E I收录18
篇:获授权发明专利27项:主持(参与)
制定地方及企业标准12个。
尤其是最
先对竹原纤维这一新兴产业开展了深入
研究,研发出竹原纤维床垫、竹原纤维
汽车内饰板等系列产品6个,并将这些
科研成果广泛推广到全国各地的企业
中,取得了巨大的经济效益和社会效益。
慎思笃行,创新路上砥砺行
“咬定青山不放松,立根原在破岩
中。
千磨万击还坚初,任尔东南西北风。
”
自古以来,竹子都是文人志士笔下的“常
客”,不仅因为它的纤细柔美、长青不败,
更是由于它弯而不折、折而不断的坚軔
顽强精神。
而今,随着时代的变迁,竹
子开始以产品的形式逐渐融入到人们生
产生活的方方面面,为人们带来了高品
质的生活。
例如竹纤维由于具备环保绿
色的特征,在汽车制造、装饰家居等产
业领域得到了广泛应用,已成为一种市
场前景广阔的新型环保纤维。
而姚文斌
2021年第04期个中国高新科技5
封面文章|( OVER FIGURE
则是我国竹原纤维研究的开拓者之一,自2002年至今,:18年的时间在这一 产业领域取得r很多辉煌的成绩。
姚文斌表示,竹子是一种极少受到 农药和有害物质污染的植物,且均采 用物理方式进行竹纤维的提取和生产制造,因此无任何化学成分添加,具有 无毒、无害、无污染等特点,竹纤维 100%可生物降解,是真正意义上的环 保型、功能性绿色纤维。
竹子可以说全 身都是宝,竹叶中的抗氧化化合物能有 效清除体内的自由基,具有抗衰老的生 物功效;竹纤维含有多种人体必需的氨 基酸,对皮肤具有独特的保健功能;竹 纤维素、竹密、果胶具有滋润皮肤和抗 疲劳的功效;竹纤维不带自由电荷,抗 静电、止瘙痒。
同时,竹纤维具有较好 的吸湿性、透气性、悬垂性以及抗菌、抑菌性,由于竹原纤维属于高结晶、高 取向、高聚合度的天然纤维素纤维,竹 纤维的紫外线穿透率为万分之六,抗紫 外线能力是棉的417倍;竹纤维单位细 度细、白度好,染色后色泽儒雅、鲜艳 真实、光泽亮丽、丰满耐刮、飘逸大方、悬垂性佳,具有一种天然朴实的高雅质 感,因此应用范围非常广且符合环保政策。
姚文斌带领团队先后主持完成了“天然竹纤维高效加工成套技术装备研 究与开发”等一系列重大科技攻关项目,系统研究了竹纤维制备的方法,提出并 实现了机械物理方法制备竹纤维的新工 艺;研制出了竹材定向制纤机及连续智 能蒸煮设备,开发了可满足工厂大规模 生产要求的成套技术装备,实现了加工 不同功能竹纤维的机械化连续生产。
2009年10月25日,浙江省科技厅 组织专家对姚文斌和团队共同开展的浙 江省重点项目“天然竹纤维制备关键技 术研究及产业化开发”进行验收并得出 结论:项目采用“热一机械耦合分离”方法,研制出天然竹纤维提取工艺和高 效分离技术,实现竹材直接成纤和竹原 纤维的机械化连续生产,使竹材利用率达70%以上,天然竹纤维提取率大于
60%,攻克了物理方法制取竹纤维的难
题;研制出竹原纤维开纤机样机;开发
出具有不同功能的粗竹纤维、半精竹纤
维、精竹纤维、竹纤维地毯等5个类型
的新产品。
项目在竹原纤维生产设备和
工艺上有创新,居国内领先水平。
2011年9月9日,浙江省科技厅组
织专家对姚文斌主持的省重大专项重点
科技项目“天然竹纤维高效加工成套技
术装备研究与开发”进行了验收,并得
出结论:项目开展了竹材开纤机理、开
纤方法和开纤设备的研宄,提出并实现
了机械物理方法制取竹纤维的新工艺;
研制出竹纤维开松机、开纤设备及连续
式智能蒸煮设备,开发出可满足工厂大
规模生产要求的成套技术装备,实现
了加工不同功能竹纤维的机械化连续生
产;建立了加工示范基地,实现了天然
竹纤维的高效生产,解决了大规模生产
所需要的关键技术和装备。
自2012年开始,我国在外部宏观
经济形势下滑和竹产业行业整体效能低
的双重压力下,竹资源工业消耗量连续
多年递减,传统的竹浆造纸、竹地板、
竹建材、竹家具己出现大面积减产甚至
停产,大批传统的竹产业实体经济己进
入衰落期,生存空间变窄,后续发展无
力。
使得我国竹产业面临“调结构,去
产能”的关键节点,急需一批新技术、
新项目、新业态跟进补上。
这让己经在
竹原纤维研究领域取得重大突破的姚文
,中国高新科技2021年第04
期
COVER FIGURE |封面文章
斌更加感觉到时间紧迫、任务艰巨。
与时俱进,绿色产业空间广
竹原纤维原料作为一种源于天然可 再生资源的原料,所制产品在使用后可 生物降解,因此发展前景广阔,一经问 世便引起了国际市场的广泛关注。
随着 竹原纤维产业逐渐发展成为我国林特产 业领域新兴产业的典型代表,先进的竹 原纤维生产技术及机械装备成为新的诉 求,作为这一领域的研究专家,姚文斌 再挑重担,主持了 “竹原纤维产业化示 范与推广”项目,通过对竹材机械开纤 生产技术的深入研究,研制出高效生产 关键技术装备,完善并提了升竹原纤维 工业化生产技术体系,建成竹原纤维生 产示范线,使丰富的竹材资源优势充分 利用并转化成高附加值工业产品,摆脱竹材资源开发利用长期处于低值、粗放、
高污染的局面,实现项目的可持续发展。
该项目围绕竹材机械开纤方法及相
关工艺装备开发和产业化应用的关键技
术难题,进行了从基础研宄、小试、中
试到工业化应用的系统研发,形成了具
有创新性的基础理论体系和完整的竹原
纤维生产技术体系,解决了竹原纤维大
规模连续机械化生产的多个技术及装备
难题,形成了竹原纤维从原料到终端产
品完整的产业链模式,推动了竹原纤维
产业化进程和竹产业的转型升级。
项目的技术创新点主要包括首创
热一机械耦合开纤方法,获得了竹子成
纤条件,构建竹子机械开纤的理论体系,
解决了竹纤维长度、细度、强度和均匀
度控制的难题,研制了竹纤维高效生产
方法和工艺,设计了可用于规模生产的
最优工艺流程,实现了竹纤维的髙效生
产。
研制了竹材定向制纤机及连续智能
蒸煮设备,开发可满足工厂大规模生产
要求的成套技术装备,实现了竹原纤维
的规模化、机械化连续生产,有效提高
了生产效率,节约了能源,降低了生产
成本,产品质量得到了明显改善。
首创从天然竹材中获取原生竹纤维
的工业集成化技术,建成了具有行业标
杆、国内一流的竹原纤维示范生产线,
己投入批量化生产。
开发出竹原纤维全植物弹性垫芯材
料和汽车内饰件等产品。
形成了竹原纤
维从原料到终端产品完整的产业链模
式,取得了显著的经济和社会效益。
打
造竹原纤维产业集群,建立了竹原纤维
产业生态,制定了竹原纤维产业技术体
系,为推进竹原纤维新兴产业奠定了技
术基础。
按照“自动化、智能化、清洁化”
生产的工厂目标,建立了生产技术和流
程管理指标体系,形成了功能协调、接
口清晰、流程通畅的技术标准体系。
按
产品技术条件及产品质量分等标准等进
行流程控制,构建了中国第一个完整的
竹原纤维技术指标体系。
制定了竹原纤
维企业技术标准及地方标准,为推进竹
原纤维新兴产业奠定了技术基础。
建立
了竹原纤维产业生态,推进了竹原纤维
新兴产业发展,为竹产业转型升级找到
了突破口,致力于竹产业一、二、三产
业融合发展,建设现代竹林资源基地,
打造竹原纤维产业集群,构建竹原纤维
全球营销体系,创建竹原纤维科技支撑
平台,营造竹原纤维产业可持续发展的
良好生态。
在这些科研项目的基础上,姚文斌
和团队研发的“热一机械耦合分离技术
制备竹原纤维”被鉴定为综合性能达到
国际先进水平:LYDZ-1竹材定向制纤
机、LYSK-1竹子疏解开纤机、LYDZ-2
竹材定向制纤机的技术均达到国内领
先水平。
“天然长竹纤维的分离机理及
2021年第04期•中BI高新科技
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封面文章|COYER FIGURE
其制备方法初探”获得2010年度浙江 省自然科学学术二等奖;“天然竹纤维 制备关键技术研宄及产业化开发”获得 201丨年度浙江省高校优秀科研成果一 等奖、2012年度浙江省科学技术奖三等奖:“天然竹纤维高效加工成套技术 装备研究与开发”获得2013年度梁希 林业科学技术三等奖;“竹原纤维及其 检测方法”获得2019年度四川省科学 技术进步奖三等奖;“竹原纤维高效生 产关键技术与装备研发及产业化”获得 2019年度中国产学研合作创新成果奖二 等奖:如今,他主持的“竹原纤维产业 化示范与推广”项目又获得了中国科技 产业化促进会科学技术奖一等奖,在科 研领域备受瞩目。
未来可期,林业产业新航向
竹原纤维作为新兴的天然植物纤维,无论在资源上还是在产品性能特点 上都具有鲜明的优点。
竹原纤维加工工 艺简单、成本低廉,在理化性能h接近 麻类纤维,可以替代麻类纤维;纤维除 具有强度高、刚度好等优良性能外,还 具有抗菌、除臭、隔音、吸湿等性能上 的优势,加之具有天然、绿色、环保、可降解等特点,未来必将成为汽车、建 筑、家具制造等行业的首选纤维材料,竹原纤维的开发及其在汽车工业等领域 上的应用,不但为竹材的高效利用提供 了一条途径,而且可以有效振兴山区经济。
另外,竹原纤维及其下游产品的工 业附加值极高,是传统竹浆造纸的3〜4 倍,是竹地板、竹建材的4~5倍,资源 利用率高达95%以上;而竹原纤维产 品,以其独特的性价比优势和广阔的市 场应用空间,必将成为一个可持续发展 的朝阳产业。
通过产能放大和区域辐射,推动竹原纤维产业化、集约化、集群化 发展,成为我国竹产业成功转型的突破 口,成为林业供给侧改革的新亮点,成 为林业产业经济发展的重要增长级。
竹原纤维的开发是保障我国植物纤 维原料供给安全,节约耕地的需要。
由于我国严控生态红线,导致我国种毛纤
维类(如棉花等)很难扩大规模。
同时
我国韧皮纤维类(如黄麻、红麻等)严
重依赖进口,所以我国植物纤维原料供
给形势严峻。
以竹子为原料制成的纤维
与用棉、木原料制成的纤维相比,具有
许多优良性能。
同时发展竹林不与粮棉
争地,可以减少耕地的占用。
利用竹
材生产纤维,缓解了植物纤维原料与曰
俱增的供需矛盾,一定程度上实现“以
竹代棉、以竹代木”,有利于对森林资
源的综合保护,节约耕地资源,也为竹
材资源的合理利用找出了一条有效的途
径。
据测算,生产U棉花需要0.67hm2
耕地,按I t竹原纤维代替I t棉花计算,
则目前我国竹原纤维生产己经节约了
1.33万hm2可耕地资源。
竹原纤维的开发是发展低碳经济,
促进绿色增长的重大举措。
竹林被誉为
“第二森林”,竹子作为一种可再生资源,
是低碳、循环的生态环境友好型和资源
节约型产品的重要原料,在发展循环产
业、促进绿色增长、壮大绿色经济中地
位突出,作用显著。
例如在浙江省安吉
县,一根竹子实现了从竹根、竹竿、竹
叶甚至到竹粉末在内的全竹利用。
此外,
竹子在生长过程中,与树木一样有着固
碳能力,据有关研宂表明,lhm2毛竹
的年固碳量为5.09t,是杉木的丨.46倍。
因此,项目的实施对于增加森林碳汇、
应对气候变化、促进绿色发展意义重大。
竹原纤维的开发是充分利用竹资
源、提高产业附加值的需要。
竹原纤维
产业化为林竹资源的合理利用找出了一
条高效、经济、稳定、持续的产业途径。
在新技术革命的前提下,工业制造业和
民品制造业的材料选择,越来越趋向于
轻量化、高质化、多样性、美观性和环
保性的要求,竹原纤维以其特殊的机理
结构和卓越的性价比必将广泛替代传统
的金属材料、高分子化工材料、玻璃纤
维材料等。
竹原纤维的下游产业链较长,
产业应用领域宽泛,产业生命力强,未
来发展具有稳定性和可持续性。
竹原纤维的开发是促进地方经济发
展、实现林业精准扶贫的需要。
在推进
工业化、城镇化进程中,培育发展新兴
产业是关键。
竹原纤维是全新的产业形
t中国岛新科技2021年第04
期
COVER FIGURE |封面文章
态,工业附加值极高,是传统竹材加工 的3〜5倍。
产业带动性强,前可引领“乡村振兴”助农增收,后可带动区域性材 料工业产业集群,是最具功能性、环保 性、生态性、资源性和可持续发展的绿
__名》:竹*纤维产业化示范与推广
宛成犖位:浙江农林大学
宜宾长順竹木产业有限公司
浙江华江科技股份有*公司
期北十壜复合衬料有限公司
姚文张蔚,俞伟鹏,陈亲
马国绻.租时先.吳华伟.用旭东
杨仁慧,尹舞色朝阳产业。
竹原纤维的工业化应用和
产业化扩张发展,对于推动我国林产工
业转型升级,促进我国竹产业高质量发
展具有重要的示范引领作用,其生态效
益、社会效益和经济效益不可估量。
项
目在实施过程中,可为农民提供大量的
就业机会,对于加快项目区经济发展,
缓解农村社会就业矛盾,实现林业精准
扶贫有重要意义。
目前,我国对石油化工原材料的依
存度仍然偏高,一方面造成不可再生资
源急剧消耗,另一方面大量开采使用石
化资源带来严重的环境问题。
林竹资源
的再生能力很强,易于大面积扩展种植,
资源蓄积有保障。
竹原纤维的规模化、
产业化发展,必将替代大量重化工产品,
减少不可再生资源消耗量,改善供给侧
结构,符合国家新能源、新材料战略
方向。
不难发现,与其他行业产业相比,
竹原纤维产业化经济效益显著,社会效
益更加突出。
一方面,项目可有力促进
地区资源优势转化为地区经济优势。
由
于竹原纤维优良的特性,应用领域十分
广泛,成功开发利用后,将派生诸多应
用领域的相关产业链,进而形成竹业经
济板块,竹原纤维需求巨大,有利于将
地区优势转化为经济优势。
另一方面,
有利于地区经济的可持续、裂变式增长。
由于天然竹纤维生长期短、生长环境要
求不高,对二氧化碳的吸收能力强,具
有减缓“温室效应”的作用;生产过程
无“三废”污染、使用过程也无有害的
游离化学物质(如“甲醛”)和微粒(玻
璃纤维成分),无需化学胶粘剂,可在
一步法成形过程中与基材热粘合;替代
2021年第04期,中国高新科技
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封面文章| COVER FIGURE
化纤和塑料等人造材料,可节约有限的 石油资源;焚烧时无毒物排放、填埋后 可生物降解;可再生循环利用。
因此, 竹原纤维因其优良特性、广泛的应用领 域及高附加值,可有效淘汰原始落后的 竹材加工行业,促进竹产业转型升级, 同时派生诸多新型产业链,形成产业集 群,由于其在生长、生产及使用过程中 无污染、对环境友好,有利于建设宜居 环境,有利于地方经济的可持续、裂变 式发展。
另外,该项目的实施将促成与竹原 纤维应用领域相关产业链的形成和发 展,促成竹产业经济板块的形成:促进 本地区竹笋及果蔬深加业的健康发展。
带动派生行业的人员需求量,有利于汇 聚高端专业技术人才,增强地区科技软 实力,提高地区在竹原纤维产业应用领 域的知名度,增强出口创汇能力。
竹材 资源丰富,而竹原纤维由于其独特的性 能,倍受国际社会关注,竹原纤维的产 业化应用必将受到国际社会的广泛关注 和欢迎,有利于提高当地在竹原纤维应 用领域的知名度,增强出口创汇能力。
因此,这是一项真正利国利民的良心项 目,随着产业化步伐的加快,必将带来竹原纤维产业一场新的发展浪潮。
德艺双馨,教研相长人生路姚文斌是一位令人尊敬的科研工作 者,更是-位爱岗敬业的人民教师。
在 30多年的教育工作中,他始终热爱本职 工作,治学严谨,在教学思想,教学内 容和教学方法改革方面取得突出成绩, 多次获学校奖励。
“工程力学”被评为 首批校级精品课程(2003):他的教学 效果好,重视对青年教师的培养,2004 年为浙江农林大学创建了机械设计制造 及其自动化本科专业并建立合理的教学 梯队。
凭借着坚定的政治立场与信念、 高尚的师德人格、精益求精的业务水平 和锲而不舍的研宄精神,成为教师的楷 模,学生的益友。
姚文斌教学最精彩的部分就是课堂 教学,他总是能够将深厚的学术造诣和 文化底蕴融于教学之中,用高尚的人格 素质、明快的文化判断、丰富的专业知 识去提高莘莘学子感受世界的能力。
在专业基础课程的教学中,他从不懈 怠,每次备课总是认真与青年教师共同 探讨;他的教学,无论是一门专业课的 设置,还是某个环节的具体操作,都能 做到恰到好处:他注意在教学中变教为 诱,以诱达思,以导促学,使课堂教学
充满了艺术魅力。
他还鼓励学生既要学 会输入信息,又要会输出信息,掌握学 习的规律,提高学习效率。
由于姚文斌出色的课堂教学水平,于2001年荣获昆明理工大学优秀教学 成果奖特等奖,连续几年考核优秀,被 评为校优秀教师;2019年被评为绍兴市 最美教师;2005—201丨年担任第一、二 届浙江省高校机械工程教学指导委员会 委员,为学校专业建设做出了突出贡献。
展望未来,姚文斌深感时间紧迫、 任务繁重,国外研发竹原纤维己近50 年历史,但一直没有重大技术突破。
我 国也早在20世纪90年代开始了竹原 纤维的研究,但研宄的技术手段主要停 留在借鉴麻类纤维的生产方法而采用的
化学脱胶技术。
进入新世纪后,出现了 物理方法制取竹原纤维的方法,主要采 用的是碾压、锤击、闪爆等技术手段, 一些企业也开始采用原始的方法批量生 产加工竹纤维。
但生产过程存在污染、 低效、产品质量得不到保障等问题,难 以形成规模化生产。
可以说,竹原纤维 产品实施产业化还存在许多问题亟待解 决。
所幸,姚文斌带领团队开展的多项 科学研宂,对解决竹原纤维产业化关键、 共性技术,真正实施竹原纤维产品应用 有了进一步的推动,但这也仅仅是一个 开端,接下来还有更多的工作需要在实 践中解决和完善。
从古至今,科学技术创新以其伟力 推动着人类历史的进步,无数科研工作 者在漫长岁月中为人类科学事业奉献着 青春与汗水,他们对科学技术的坚持不 懈和执着追求,将人类历史的科技之光 散发更加具有魅力的光辉。
姚文斌30 余年磨一剑,用无数次失败换来今天的 成功。
他的废寝忘食、他的坚持不懈, 为行业发展转型和环保事业殚精竭虑, 推动着我国竹原纤维产业走向了世界先 进水平。
在践行“绿水青山梦”和“创 新强国梦”的道路上,他一直努力着、 前进着。
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