竹木复合集装箱底板的研究进展

竹木复合集装箱底板的研究进展

张双燕1，费本华2，陶仁中3

(1.国家林业局北京林业机械研究所，北京 100029；2.国际竹藤网络中心，北京 100102；3.新会中集集装箱有限公司，广东 529144 )摘要：论述了竹木复合集装箱底板的研究现状及发展趋势，提出以速生人工林和竹材为原料，经过复合制成的集装箱底板是我国在这些领域今后研发的重点。关键词：速生人工林；毛竹；竹木复合集装箱底板

中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号：1001-036X(2011)01-0036-04

The research and development on bamboo/wood composite

container fl ooring ZHANG Shuang-yan 1，FEI Ben-hua 2，TAO Ren-zhong 3

（1.Beijing Forestry Machinery Research Institute of the State Forestry Administration, Beijing 100029 China ；2.International Center for Bamboo and Ratten, Beijing 100102,China ；3.Xinhui CIMC Container Co., Ltd, Guangdong 529144,China )Abstract: The paper states the present situation and developing trend on bamboo/wood composite container fl ooring and also raizes its research focus point in the future.

Key words: fast-growing plantation ；bamboo ；bamboo/wood composite container fl ooring

集装箱是运输包装货或无包装货的成组工具的总称，是一种现代化的成组运输工具，也是目前国际上最先进的现代化运输方式。20世纪50年代集装箱被采用，60年代初期，集装箱制造业在美国问世。我国集装箱工业始于20世纪70年代末80年代初。当时，集装箱生产厂只有4家，年生产能力不足4万TEU （twenty-foot equivalent unit，系集装箱运量统计单位）。经过20多年的发展，截止到2007年底，我国集装箱生产厂已发展到58家，年生产能力约为580万TEU，占世界集装箱生产能力的96%以上，增长了145倍，创造了三个世界第一，即集装箱生产能力世界第一、集装箱的种类规格世界第一、集装箱产销量世界第一。图1为1993年至2010年10月我国的集装箱出口统计[1]。

收稿日期:2010-12-09

作者简介:张双燕(1981-)，女，博士研究生。主要从事竹质材料的 研究。

图1 中国集装箱出口统计

集装箱底板是集装箱的重要组成部分和主要承载配件，因为底板会影响到货物的运输安全和质量，因此也是人们关注的焦点之一。传统的底板主要采用印尼、马来西亚等地产的阿必通(Apitong)、克隆(Kerning)等热带硬阔叶材制造的厚度为28mm的19层木质胶合板。由于世界热带阔叶木材资源的减少和环保措施的实施，使得上述集装箱底板用的原料受到限制。因此，逐步采用替代材料，减少热带阔叶木材的使用量，将是今后集

装箱底板发展的必然趋势。

1 竹木复合集装箱底板

集装箱底板必须具有良好的抗震、耐冲击、耐气候、耐老化等性能，除了外观尺寸之外，对集装箱底板用胶合板的胶合耐久性、静曲强度、弹性模量等物理力学性能提出了很高的要求，是迄今为止结构用人造板产品中技术性能要求最高的一种。

竹木复合集装箱底板是以竹材作为面层材料，人工林木材旋切的单板作为芯层材料，经过合理的组坯和工艺制成的。与进口底板相比，竹木复合集装箱底板除拥有木质底板的特性外，还具有强度高、物理力学性能均匀、尺寸稳定性好、耐磨、防腐等优势，产品综合性能优于传统的木质底板，生产成本也低。两种集装箱底板的主要力学性能见表1[2]。

400余种，竹林种类、种植面积和蓄积量都居世界首位。我国竹类资源中利用价值最高的毛竹产量约占世界的90％。另外，我国的人工林面积占世界近三分之一。因此，从20世纪50年代末到60年代初我国就开始进行竹木复合材料加工应用的研究，在20世纪80年代以后，已经取得丰硕的成果并进行产业化生产[4]。1993年以来，南京林业大学竹材工程研究中心进行了一系列的新型集装箱底板替代材料的研究开发工作。以张齐生[5-7]院士为代表的科研人员采用国产速生材马尾松和毛竹为原料，应用正交异性复合层板的弯曲理论，对竹木复合集装箱底板的结构和性能进行了理论设计和试验验证，系统地研究了压缩率和成型工艺对竹木复合集装箱底板性能的影响，并与传统热带阔叶树材底板的性能进行了对比分析。研究结果表明：采用合理的结构和工艺制造的竹木复合集装箱底板，其综合性能不低于阿必东胶合板底板，可作为阿必东胶合板底板的理想替代品。该校的科研人员还研究了底板表层采用酚醛树脂浸渍纸覆面，表面用竹席和竹帘，芯层采用北方资源丰富的落叶松，由酚醛树脂(PF)胶合热压而成的竹木复合集装箱底板，其各项性能指标均能达到集装箱底板的使用要求。另外，湖南的鲍逸培等[8]也曾对竹木复合集装箱底板的生产工艺及设备、产品质量、原材料消耗、成本及其经济效益进行了详细研究，开发了年产2万m 3竹木复合集装箱底板的生产工艺及设备，并同时指出目前竹木复合集装箱底板生产中存在质量控制难度大，竹表板加工中出现竹片翘曲、开裂，竹表板胶结不牢，热压时易产生鼓泡等问题。

何文、蒋身学[9]运用复合材料力学的层合板中表层发挥最大作用理论对竹木复合集装箱底板表层材料进行了研究，并对表层材料的热压因素进行了探讨。研究结果表明：对采用6层0.8mm厚的竹帘按照上面4层纵向

表1 两种集装箱底板的主要力学性能产品名称

阿必通胶合板底板

竹木复合胶合板底板密度(g/cm 3)

0.87

0.86

纵向

93.5111.4

横向40.942.4

纵向1231410802

横向32793877

静曲强度(MPa)弹性模量(MPa)

注：表中竹木复合胶合板底板是用毛竹和人工林马尾松复合制得的。

2 竹木复合集装箱底板的研究现状

20世纪50年代中期，美国近海沿岸运输中开始使用集装箱船，70年代开始，国际货运集装箱化迅速发展。作为集装箱必要配件的集装箱底板，其需求量与集装箱的发展几乎是同步的，但是其更新速度较慢，基本上是从单一树种的硬木实木底板改进为硬木胶合板底板。1993年，马来西亚公布了限制砍伐热带雨林政策，从而在世界范围内掀起了研制开发集装箱底板替代材料的热潮，出现了不同类型的底板，表2为不同材料底板性能的比较[3]。

我国是世界上竹类资源最丰富的国家，约有40多属

材料种类钢板热带硬木混合木料合成材料

表2 不同材料集装箱底板的比较

强度优优中优

韧性差优优中

加工性优优优优

尺寸稳定差优中优

比较项目

吸潮性差优优差

检疫问题无复杂复杂无

成熟程度铁路箱用传统方案尚待实践尚待实践

摩擦阻力低中中中