除了纸板、木材、纸浆和燃料,森林为我们提供的原材料还能用来制造很多东西。

Dellencat,一艘现代双体船。

Dellencat,一艘现代双体船。

在木材潜能开发和创新方面,瑞典一直处于世界前列。近年来,他们主要致力于开发木材在建筑产品、生物燃料、食品、化学制品、表面处理产品、生物复合材料、服装、纳米技术等方面的用途。

SP技术研究所EcoBuild能力中心(请看文章后面的介绍)获得授权,以生物、林木原材料为基础,开发具有生态效益的新型耐用木材产品。

EcoBuild的目标是与工业企业和大学合作,目前与他们已开展合作的大小企业总数超过了30家。

船艇制造商Dellencat公司正是其中之一。

制造木船早不是什么新鲜事。但Dellencat公司在木制双体船中融入了环境友好型技术,带来了木船制造新理念。

将改性木材用作建筑材料

使用“改性木材”是Dellencat公司取得成功的一个关键因素。

“很多船艇制造商不喜欢注入了普通木材防腐剂的木材。”Dellencat公司的创始人之一Jan-Åke Malmqvist说。

“改性木材可以开创船艇制造新纪元。我们希望改进船艇的制造材料、表面保护(涂层)、动力装置等各个方面,以制造出环保型船艇。例如,在船帆上安装太阳能电池,在船艇推进过程中为电动机补充电力。”

船体构成材料的重量、强度和稳定性尤为关键。另外,它们必须具有一定韧性,并能够抵御腐蚀性物质、船蛆和紫外线带来的破坏。

“改性木材符合所有要求。”Malmqvist说,“在双体船中,我们利用玻璃纤维和环氧树脂,将改性木材制成薄片型。在研发过程中,我们还采用了由可循环利用的PET塑料(聚对苯二甲酸类塑料)制成的优化船用配件,这种配件可以提高功率重量比。”

EcoBuild也参与了材料的选择。以下是我们推荐的几种改良木材的方法:

  • 热处理法(热改性)。将普通木材置于无氧环境中高温(180~240° C)加热,就能获得一种尺寸稳定高度抗腐蚀性材料。
  • Furfurylation。即用一种糠醇水溶液对木材进行初处理,再在除湿阶段加入催化剂。举个具体的例子,瑞典枫树用这种方法加工后,就能获得与柚木、红木等热带木材一样的外观和特性。这套工艺能提高木材的尺寸稳定性及强度、硬度、抗腐蚀、抗病虫等性能。
  • 乙酰化。让处于高温状态下的普通木材与醋酸酐进行反应,高压处理完成。随后,在除湿阶段去除残余的化学制品(主要是醋酸)。这种方法所获得的产物与Furfurylation相似,但是不会改变木材的颜色。

EcoBuild的多家合作伙伴都在生产双体船用改性木材。另外,EcoBuild能力中心还对外提供材料性能测试。该中心拥有一间独特的试点工厂,创新性的在木材改良中采用微波技术,并以流水化作业进行乙酰化处理,成本更低、效果更好。

双体船的生态特性

Dellencat公司正在打造的第一艘双体船长11米,宽6米,重量为3.5吨,船帆面积为55平方米。尽管它的规格不小,但吃水深度只有0.9米。

这款双体船拥有四个客舱、一个休闲室、一个厨房、一个浴室和一层很大的阳光甲板,可容纳12人。

船体外板由一种12毫米厚的无结松木板条构成,这种板条产自海尔辛兰,不属于改性木材。

因此,要先了解特殊船体构造的板条技术,才能更科学的使用改性木材建造船只。所有的无结松木板条都用环氧树脂进行了密封处理,并采用了被环氧树脂浸渍过的玻璃纤维进行结构加固。这种木材提升了船体的强度、绝缘性能和浮力,这离不开环氧树脂的稠密和稳定。

“Flic 37”模型由船艇制造商Richard Woods公司设计。目前,世界上已有25架该模型的复制品,但是Dellencat的新款双体船拥有不惧考验的环保特性。它还有一大特点:在吃水线下安装了16个带有湿敏元件的测量点,可以随时监控船体。一旦湿度过高或船体进水,传感器就会发出警报。

跟传统的单体船相比,双体船有什么优势?它的优势在于——依靠两个船体提供浮力,可以在两个船体之间构建船体的上部。为了保证船只的稳定性,两个船体之间的间距将取决于船体的长度。与同等规模的单体船相比,双体船的可利用空间更大。另外,它吃水很浅,可以驶入浅水湾。在船帆、船身重量相同的情况下,双体船往往比单体船更容易驾驭,速度也更快。

EcoBuild产品展示

“Dellencat公司就像EcoBuild的一个产品橱窗。一旦产品研发成功,这将是第一艘采用改性木材的船只,也将成为众多采用森林资源并追求生态效益的项目的标志。”Jan-Åke Malmqvist说。

“我们是EcoBuild能力中心9号项目的其中一部分,我们的目标是研发和建造以薄改性木板、生物丙烯酸粘结剂、牢固的纤维素织物为材料的双体船。有可能加入由改性木纤维和生物基树脂制成的面板和模具。也有可能添加经过纳米纤维素加强的热塑性弹性体。”Malmqvist说。

本文于2012年1月发布