生物制造作为全球战略性新兴产业,以其资源可再生、能源消耗低、环境污染少等特有属性,成为支撑未来全球社会经济可持续发展的重要保障。
生物基新材料是建立在多学科交叉基础上的全新工业领域,新的产业结构、新的生产方式、新的工艺路线、新的分析手段、新的测试方法、新的装备技术、新的标准体系等的建设,实现了对传统工业原材料的更新换代、对传统工业产业的升级替代。生物基材料研发、生产、应用已成为世界各国普遍关注和高度重视的热点领域。
竹缠绕作为中国制造的全球首创新材料,是以天然竹材为基材,以树脂为胶黏剂,采用缠绕工艺加工成型的新型生物基材料,可替代钢材、水泥、金属、塑料、木材等传统基础性工业材料,广泛应用于压力管道、管廊、容器、大型储罐、房屋、运输工具壳体(高铁车厢、飞机机身、船只)、军工装备等产品制造,对推动传统行业的高质量发展,促进中国向世界材料强国迈进,以及人类社会的可持续发展意义重大。
而竹缠绕技术是以竹材为基材,以树脂为胶黏剂,采用无应力缺陷的缠绕工艺加工成型的技术。通过竹缠绕技术加工成型的生物基复合材料被称为竹缠绕复合材料。这种材料充分发挥竹子轴向拉伸强度高、宜拉宜压的特性,采用铺层设计和环向缠绕工艺,形成可承受一定内压的管材。

另外,竹缠绕复合材料的特点是:原材料可再生、节能减排、固碳储碳、质轻高强、成本低。因此,可广泛用于制造压力管道、管廊、容器、大型储罐、房屋、运输工具壳体(高铁车厢、飞机机身、船只)、军工装备等产品。
因此,竹基复合材料的应用,符合国家倡导的建设资源节约型、环境友好型社会及发展循环经济的理念,对于节能减排、生态文明建设以及推动能源消费革命具有重大意义。此外,竹基复合材料建立起了竹产业与制造业的通道,利于传统行业的结构调整和转型升级。
竹缠绕复合材料相关的产品目前已在全国多地进行工程应用的尝试,尤其用于管道工程。目前,我国管材用量世界领先,应用领域非常广泛。由于所用的管材类型主要为焊接钢管、塑料管、预应力混凝土管为主,所以管道生产环节的耗能非常突出。

根据 2013 年统计数据,以上三类管道一年生产全过程耗能量就超过4800 万吨标准煤。因此,管道节能是节能工作的一个重要组成部分。
竹缠绕复合压力管通过传统工艺与现代科技的结合,将竹材非金属化、轻质化和廉价性的良好特性应用到了管道领域,主营产品竹复合压力管可替代管径 200mm~2800mm、压力等级≤ 1.6MPa,温度≤ 100℃的大部分中低压管材,用于水利输送、农田节水灌溉、城市给排水和石油化工建设等方面。
例如,2018 年,竹缠绕管廊被住建部中国工程建设标准化协会评为工程建设推荐产品。而世界首条竹缠绕城市综合管廊在内蒙古自治区呼和浩特市铺设成功。

据悉,近年来,我国管道每年总产量约为 1 亿吨,中低压管道占到一半以上。
根据竹复合压力管道的技术优势、成本优势、可替代能力及管道市场容量,到 2020 年预计竹复合压力管的产量可达到 1000 万吨,竹复合容器、竹复合储罐、炮弹防潮筒、电线杆和烟囱等其他产品的总产能将达到 500万吨。
其中,每吨竹基复合材料 2万元产值,预计 2020 年竹基复合材料的生产和应用可以创造 3000 亿元的产值,是目前我国竹产业产值的 1.8 倍。
内容来源:中国竹产业协会