法國木材高等學(xué)院的Mark Irle博士,研究了木材再循環(huán)制造刨花板的良好使用,但他指出,中密度纖維板(MDF)的回收本身是一個不同的問題,這個問題需要緊急解決。
過去,有些人將木材加工過程中產(chǎn)生的鋸屑、邊腳料、板皮等稱為廢棄物。這是一個錯誤,因為此類材料是副產(chǎn)物,而不是廢棄物。
廢棄物是有用的東西。我們經(jīng)常使用“消費后廢棄物”這個術(shù)語來描述可以回收利用的木材。刨花板行業(yè)更喜歡“回收木材”這個詞,而不是“再生木材”,因為它更準(zhǔn)確地描述了該行業(yè)的現(xiàn)狀。
幸運的是,回收已經(jīng)成為一種“規(guī)范”;公眾和公司現(xiàn)在都已經(jīng)習(xí)慣于將垃圾分類。根據(jù)PAS 111:2012(廢木材加工要求和試驗方法規(guī)范),回收木材用于:刨花板制造、能源生產(chǎn)、寵物床鋪墊用品、馬車道路鋪墊物。
目前的EPF年度報告顯示,歐盟在2017年生產(chǎn)了超過3 000萬m3刨花板。研究還顯示,平均34%的刨花板原料來自再生木材。因此,僅在歐盟,每年就有大約700萬t再生木材得到利用。
法國的人工林針葉材平均生長量為8.9 m3/hm2/年,因此,生產(chǎn)相同量的再生木材所需的森林面積約為2.8萬km2,這與比利時的土地面積相距不遠(yuǎn)!
如果將再生木材的其他用途包括在內(nèi),那么森林面積將需要更大。
用回收的木材制造刨花板是一個真實的案例。然而,將回收的木材(變化很大)轉(zhuǎn)化為一致的工程產(chǎn)品并非易事。許多研發(fā)工作已經(jīng)開始將消費后的木材廢料(如圖1所示)轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)刨花板所需的碎料。
這不僅僅是一個去除非木材成分的問題,而且還需要確保合適的碎料尺寸。要制造出高質(zhì)量的刨花板,就需要高縱橫比的刨花,也就是說,相對于刨花的厚度來說,刨花要長一些。
圖2顯示了為刨花板芯層制備的刨花的典型樣品。
這也表明,中密度纖維板的生產(chǎn)往往趨向于加工成質(zhì)量很小的顆粒。它們很立體,而不是又長又窄。它們有一個“粗糙”的表面,這導(dǎo)致這些碎料顆粒吸收更多的膠粘劑。反過來又導(dǎo)致板材的某些區(qū)域沒有足夠的膠粘劑。
此外,中密度纖維板顆粒本身也是非常薄弱,因為它們經(jīng)常在內(nèi)部斷裂。這意味著,雖然顆粒表面可能與鄰近的顆粒很好地結(jié)合,但它們的內(nèi)部缺陷起到了引發(fā)早期裂紋的作用,導(dǎo)致力學(xué)性能降低。
因此,回收木材通常禁止包含纖維板。即便如此,它還是出現(xiàn)了,正如照片所示。
最近與制造商交談的經(jīng)驗表明,交付的回收木材中有多達(dá)5%實際上是纖維板,并且近年來所有人都注意到纖維板的含量有所增加。雖然他們已經(jīng)向供應(yīng)商解釋了為什么不想在混合物料中使用纖維板,但事實上仍然如此。
對于廢棄纖維板增加的一個非常真實的解釋是,木材回收商實際上沒有其他方法處理廢纖維板,它不能被送到垃圾填埋場,也沒有回收的選擇。
當(dāng)它被削成碎片的時候,會有灰塵,這使得它不適合做動物床上鋪墊用品;如果用作道路覆蓋物,它很快就會變成漿狀的糊狀物;當(dāng)它變干時,纖維很容易被風(fēng)吹起來。唯一真正的選擇是燃燒它,但這需要焚化爐或水泥窯。
通常,燃燒能力不足。與此同時,回收商必須把它送到某個地方……
各種形式的纖維板已經(jīng)制造了100多年。另一方面,我們今天所知道的中密度纖維板的生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代?,F(xiàn)在,它是世界上產(chǎn)量第二大的木質(zhì)人造板,年產(chǎn)量為1億m3。
由中密度纖維板制成的產(chǎn)品被認(rèn)為壽命相對較短。例如,EPF估計,24%的中密度纖維板用于商店裝修,正如我們許多人所經(jīng)歷的,商店的內(nèi)部“景觀”經(jīng)常改變。
文獻(xiàn)中給出的中密度纖維板產(chǎn)品的平均壽命為14~20年。如果這是真的,那么到2039年,2019年生產(chǎn)的絕大多數(shù)中密度纖維板都應(yīng)該被當(dāng)作廢物丟棄。
這似乎有一段很長的路要走,但是,那些記得千年慶典的人——對我來說,他們似乎并不遙遠(yuǎn)。
關(guān)于中密度纖維板產(chǎn)品壽命和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的信息,使我們能夠估計每年產(chǎn)生的中密度纖維板廢料的數(shù)量。趨勢如圖3所示:根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和對每年產(chǎn)生的廢棄MDF的估計,每年的MDF產(chǎn)量就能估算出來。
顯然,MDF廢料的數(shù)量正呈指數(shù)增長,因此必須采取一些措施。
已經(jīng)提出了一系列可能的回收方法。如MicroRelease(微釋放)這樣的一些技術(shù),已在試驗規(guī)模上進(jìn)行驗證。Micro Release使用壓力容器、水和微波加熱將MDF分解為纖維,以便可以將其重新用于制造MDF或其他類型的纖維板。
我的研究團(tuán)隊采取的方法有些不同。我們認(rèn)識到中密度纖維板產(chǎn)品由許多不同的板材等級和材料制成。
粉碎使用過后的中密度纖維板廢料,分離出非木材成分并進(jìn)行清潔,是一項成本高昂的操作。
因此,我們選擇了從中密度纖維板廢料中提取高價值的產(chǎn)品,如結(jié)晶納米纖維素(crystalline nano-cellulose,CNC)。當(dāng)然,這需要更多的努力和投入,但高價值的產(chǎn)品,結(jié)晶納米纖維素只是其中之一,應(yīng)該多進(jìn)行這方面的研究。此外,它提供了更大的余地來處理將產(chǎn)生的污染物。
Micro Release技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很長一段時間,該項研究過程取得了更大的成功,而且它能夠很好地幫助應(yīng)對正在向我們襲來的大量MDF廢料。
然而,到目前為止,還沒有人清楚地證明回收中密度纖維板在商業(yè)上是可行的。
我們應(yīng)該注意這一問題,因為如果公眾認(rèn)為沒有辦法回收MDF,那么他們可能會“用腳投票”并停止使用,就像許多人用塑料袋那樣。
我們的團(tuán)隊隨時準(zhǔn)備與任何人合作,以幫助開發(fā)可行的解決方案來回收板材產(chǎn)品。
(網(wǎng)址:http:// www.wbpionline.com/? 王雅梅譯)