秸秆原料化利用技术简介

秸秆原料化利用主要包括秸秆造纸、板材加工、生活用品加工、净化功能材料、秸秆有机化工和秸秆编制等。据统计，2015年我国秸秆理论资源量为10.4亿吨，可收集资源量约为9亿吨，其中原料化利用率占2.7%，仍有很大发展空间。

国家发展改革委办公厅、农业部办公厅联合印发的《关于编制“十三五”秸秆综合利用实施方案的指导意见》中指出，鼓励生产以秸秆为原料的非木浆纸、木糖醇、包装材料、降解膜、餐具、人造板材、复合材料等产品，大力发展以秸秆为原料的编织加工业，不断提高秸秆高值化、产业化利用水平。

一、秸秆编制

秸秆编制是秸秆原料化最简单的一种方式，常见有使用秸秆制作秸秆画、秸秆编织工艺品、秸秆制作草帘、草苫、草席、草垫、草编等技术。因其投入小，工艺相对简单，且家庭式、企业式都可以生产，目前我国多地都有专业合作社、相关企业。秸秆编制可以极大提高农民收入，以一亩地产秸秆为例，制作工艺品可收入二到六千元不等，制作草绳可收入一千元左右。部分秸秆编制产品出口至美国、欧洲等地，据国家统计局统计，秸秆等编制材料制品2015年出口额16.14亿美元，2016年出口额14.82亿美元。

二、秸秆造纸

我国纸业发展迅速，但是我国可用于造纸的森林资源不足，造纸用原料木浆大量依赖进口。据统计，我国2016年进口木浆2107万吨，进口额122.4亿美元，同时为缓解原料不足危机，大量进口废纸，2016年废纸进口额172.3亿美元。利用秸秆作为造纸的纤维原料，可极大缓解造纸木浆短缺的压力，保护森林资源，具有良好的环境、经济效益。

农作物秸秆造纸一般先将秸秆经过切碎、筛选、制片、蒸煮、浓缩、洗涤、氧漂环节制得秸秆浆，后加入一定比例的木浆或废纸浆调和，最后经过筛渣、稀释、成型、压榨、干燥等工序制成成品纸。

非木质纤维造纸，使用农作物秸秆作为原材料，有材料易得，成本低廉的优点，同时可在造纸关键步骤采用横管式连续蒸煮制浆、中浓无元素氯漂白、亚铵法高硬度浆制浆黑液处理等新技术，降低环境影响，实现清洁造纸。

三、秸秆板材加工

由于木材资源的短缺，尤其是大口径级木材的稀少，我国非木质原料人造板产业发展迅速，其中以秸秆为原料的人造板产量逐年增长。

进口木浆量（万吨）进口木浆金额（亿美元）年度增长（%）2 0 1 6年2 1 0 7 1 2 2.4 6.2 2 0 1 5年1 9 8 4 1 2 7.5 1 0.5 2 0 1 4年1 7 9 6 1 2 0.7 6.6 2 0 1 3年1 6 8 5 1 1 3.8 2.4 2 0 1 2年1 6 4 6 1 0 9.7 1 3.9

秸秆人造板的工艺流程一般为：秸秆切碎—前处理—再碎—加入胶黏剂混合—铺装—热压成型—冷却脱模。由于秸秆表面有脂肪族衍生物形成的角质蜡状膜和大量的二氧化硅，影响传统的制版胶三醛胶（脲醛、甲醛、酚醛）渗入和黏合效果，需要采用高强度胶MDI（diphenylmeth?ane diisocyanate，异氰酸酯）作为胶黏剂。使用MDI胶黏剂较传统胶黏剂抗水性能和抗老化性能更好，且热压周期短，不存在游离甲醛释放等优点，但是MDI价格较高，贮存时间短。

目前，江南大学的石刚等，对秸秆前处理进行了研究，通过对水稻秸秆进行蒸煮、KH560（γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷）改性后，可使用脲醛树脂胶黏合，制得板材密度、吸水厚度膨胀率、抗冲击强度均得到较大提高。沈阳农业大学的刘德军等，采用无机凝胶和有机凝胶（由豆胶与MDI制备）混合制得新型胶黏剂，可大幅提升秸秆板的防火、耐水性能。

四、秸秆生物质塑料

秸秆生物质塑料具有良好可塑性、可降解性，且制造成本低廉，生态环保，发展秸秆塑料产业可有效推动秸秆高值化利用。

秸秆生物质塑料一般先将秸秆粉碎，后与热塑性树脂（如PE、PVC、PP等）按照一定比例混合，加入偶联剂（马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷、钛酸酯、异氰酸盐等）、阻燃剂、润滑剂（聚乙烯蜡、硬脂酸、石蜡等）、相容剂、稳定剂、发泡剂等加工助剂提升材料性能后，利用热压、挤出成型、注塑等加工工艺制备而成。

五、秸秆有机化工

秸秆有机化工行业发展可极大促进秸秆的高值化利用，并且减少传统有机化工行业对石油的消耗，有利于资源节约。

一般工艺流程为：秸秆通过预处理（湿法氧化处理法、微波处理法、有机溶剂处理法等）与水解（酸水解法、酶水解法），可将秸秆内的纤维素和半纤维素转化为木糖，木浆再经微生物发酵或催化加氢等方式转化为木糖醇、乙醇、丁二酸、糠醛等有机化工原料和新型材料产品。

文章来源：《功能材料与器件学报》 网址: http://www.gnclyqjxb.cn/qikandaodu/2021/0417/732.html