Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình tổng hợp tới hàm lượng formaldeyde tự do trong keo u f

LỜI NĨI ĐẦU Hiện trước tình hình nguồn gỗ tự nhiên với kích thước lớn chất lượng tốt ngày cạn kiệt yêu cầu với việc sản xuất loại ván nhân tạo lại trở nên cấp thiết Bên cạnh đó, cơng nghệ sản xuất ván nhân tạo keo dán lại nguyên liệu thiếu Để phục vụ cho nhu cầu ngày cao người tiêu dùng chất lượng loại keo dán dược sử dụng q trình chế biến lâm sản khơng ngừng nâng cao mặt chất lượng Keo U-F loại keo sử dụng rộng rãi ngành chế biến lâm sản nói chung chế biến gỗ nói riêng Keo U-F có nhiều ưu điểm như: Thời gian rắn nhanh nhiệt độ, giá thành rẻ, dễ sử dụng, khả dán dính tương đối cao… Tuy nhiên, keo U-F tồn hàm lượng Formaldehyde tự cao Điều không tốt sức khoẻ người sử dụng sản phẩm sản xuất từ keo U-F, nhà sản xuất sản phẩm Hàm lượng Formaldehyde tự keo mà cao chứng tỏ độ đa tụ keo thấp điều khiến cho cường độ dán dính keo thấp Điều khiến cho chi phí keo đơn vị sản phẩm tăng lên, không tốt cho nhà sản xuất Đối với người sử dụng hàm lượng Formaldehyde tự có khơng khí gây ho, dị ứng da, chảy nước mắt, đau rát mắt, mũi họng, Nhưng quan trọng hết tổ chức IARC (International Agency for Research on Cancel) trực thuộc WHO, từ năm 2004 xếp formaldehyde vào nhóm chất gây ung thư (carciogenic) cho người Formaldehyde gây ung thư vịm họng, ung thư quản phận hệ hô hấp Chính việc xác định ảnh hưởng yếu tố trình tổng hợp keo U-F tới hàm lượng Formaldehyde tự keo quan trọng Được phân công môn công nghệ ván nhân tạo, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Nguyễn Văn Thuận Tôi thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng trình tổng hợp tới lượng Formaldehyde tự keo U-F” Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lược sử keo dán Keo dán khái niệm có từ lâu khoảng 1500 năm trước công nguyên Cùng với phát triển sản xuất keo dán phát triển nhanh, từ lúc dùng nhựa cây,keo tinh bột tới người ta sản xuất sử dụng hàng ngàn loại keo dán tất lĩnh vực, từ công nghiệp ngành giao thông vận tải, xây dựng, điện tử, y học… Keo dán gỗ nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp chế biến gỗ tạo nhiều loại vật liệu như: Ván dán, ván dăm, ván sợi, ván ghép… góp phần nâng cao hiệu sử dụng gỗ.Do vậy, keo dán nguyên liệu quan trọng định giá thành sản phẩm ngành sản xuất ván nhân tạo nói riêng ngành chế biến lâm sản nói chung Keo U-F phát lần nhà Bác học Đức HOLZER nghiên cứu thành công phản ứng Urea với Formaldehyde vào năm 1894 Sau KGOLDCHMI công bố nghiên cứu phản ứng Urea với Formaldehyde với tỷ lệ mol khác Tiếp theo VANLAUER cấu trúc sản phẩm phản ứng Urea với Formaldehyde môi trường acid với hình thành metylol urea Năm 1920, keo U-F sản xuất quy mô công nghiệp với sở sáng chế công bố năm 1918 H.JOHN Tuy nhiên việc nghiên cứu ảnh hưởng pH, tỷ lệ mol chất phản ứng, nhiệt độ, ảnh hưởng vật dán tới chất lượng dán dính tiến hành sau keo U-F đưa vào sản xuất Keo U-F có nhiều ưu điểm như: Có thời gian đóng rắn nhanh nhiệt độ, tạo dung dịch với nước, giá thành rẻ, dẽ sử dụng, khả dán dính tương đối cao… nên keo U-F chiếm thị phần tương đối lớn doanh nghiệp Việt Nam giới 1.2 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Thế giới ngày phát triển, đời sống người ngày nâng cao Chính thế, xu hướng sử dụng sản phẩm chứa chất độc hại tới sức khoẻ cua người Trong ngành cơng nghiệp nói chung ngành cơng nghiệp chế biến gỗ nói riêng sử dụng keo dán làm chất kết dính, keo U-F loại keo dược sử dụng nhiều nhất, nhược điểm sản phẩm có hàm lượng formaldehyde tự tương đối cao Việc hít thở phải formaldehyde gây kích thích mắt, gây chảy nước mắt, đau đầu, cảm giác nong cổ họng khó thở Trong thể formaldehyde chuyển hố thành acid formic, dẫn đến tăng nhịp tim,thở nhanh nông, giảm thân nhiệt, hôn mê dẫn đến chết người Formaldehyde quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) coi chất gây ung thư người Trong năm gần đây, cung có nhiều hướng nhằm làm giảm lượng phát tán formaldehyde Các phương pháp bao gồm: Sơn phủ bề mặt ván, xử lý hoá chất trước sau trộn keo, sử dụng chất phụ gia keo, vá sử dụng công thức tổng hợp keo Trên giới có nghiên cứu vấn đề này, hai phát minh James H.Williams số 416,537 416,574 nộp vào ngày 10 tháng năm 1982 hai phát minh US Pat No 4,410,685 cấp vào ngày 10 tháng năm 1983 US Pat No 4,409,293 cấp ngày 11 tháng 10 năm 1983, đề cập tới công thức tổng hợp keo mới, khó bị thuỷ phân Loại keo U-F có dạng lỏng có tỷ lệ mol U/F gần 1:1 Keo khơng cịn formaldehyde tự Với điều kiện thiết bị, nguồn nguyên liệu trình độ chun mơn nước ta việc nghiên cứu sản xuất sử dụng keo U-F có hàm lượng Formaldehyde thấp vấn đề cần quan tâm cách mức 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Tạo sản phẩm keo U-F có hàm lượng Formaldehyde thấp điều kiện thiết bị thô sơ, chưa đồng 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa (kế thừa kết tài liệu nghiên cứu có cơng bố) - Phương pháp thực nghiệm (sản xuất thử nghiệm trường Đại học lâm nghiệp Việt Nam) 1.5 Các nội dung - Nghiên cứu lý thuyết keo U-F cách làm giảm hàm lượng Formaldehyde keo U-F - Lựa chọn phương án thực nghiệm nhằm tạo loại keo U-F có hàm lượng Formaldehyde thấp điều kiện trang thiết bị thô sơ, không đồng - Thực nghiệm tạo keo theo phương án lựa chọn - Xác định thông số kỹ thuật sản phẩm keo sản xuất theo phương án lựa chọn - So sánh, phân tích đánh giá sản phẩm keo thu với loại keo có thị trường Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết keo U-F 2.1.1 Quá trình hình thành sản phẩm trung gian Keo U-F hình thành từ Urea với Formaldehyde môi trường kiềm yếu Vận tốc tính chất phản ứng phụ thuộc nhiều vào tỷ lệ mol hai thành phần Urea Formaldehyde Ở giai đoạn 1: Cho Urea phản ứng với Formaldehyde điều kiện định thu rượu khác Người ta cho rằng, sản phẩm Urea với Formaldehyde mono dimetylol urea Trong môi trường pH = 11 – 13 phản ứng tạo mono metylol urea: H N H + CH2O CO H N Urea H N CH2OH CO H H Formaldehyde N H Monometylol Urea Trong môi trường pH = – tuỳ thuộc vào tỷ lệ mol mà sản phẩm tạo mono hay dimetylol Urea Nếu tỷ lệ U:F 1:2 sản phẩm dimetylol Urea theo phản ứng; H N H + CH2O CO H N H N CH2OH CO H H N CH2OH Dimetylol Urea Vận tốc phản ứng tạo dimetylol urea nhỏ vận tốc phản ứng tạo monometylol urea Nếu tỷ lệ U:F = 1:1 sản phẩm taung gian momometylol urea Ở nhiệt độ lớn 50oC môi trường pH = – xảy phản ứng trùng ngưng monometylol urea thành nhựa mạch thẳng Ở nhiệt độ 40 – 75oC môi trường pH = – với tỷ lệ mol U:F = 1:2 tạo dimetylol urea Trong môi trường pH = – 1,5 với tỷ lệ mol U:F = 1:2 (hoặc 1:1) tạo sản phẩm vơ định hình khơng tan nước, mắt xích có dạng cấu tạo: - NH – CO – NH – CH2 – Ở giai doan 2: Các sản phẩm trung gian sinh có hình thành cầu nối: – CH2 – : Cầu nối metylen – CH2 – O – CH2 – : Cầu nối dimetylete Quá trình tạo thành nhựa mạch thẳng xảy nhiệt độ lớn 500C, phản ứng tạo thành môi trường kiềm yếu Các monometylol Urea tiếp tục xảy phản ứng chúng môi trường axit mạnh NH2 -H2O O C HN NH2 O C CH2 N CH2OH Monometylen Urea NH2 HO O + C HN HN NH H2C -2H2O O CH2OH NH CH2 C C C NH2 NH2 NH2 O Metylen diUrea Từ dimetylol Urea xảy phản ứng sau môi trường axit mạnh: HO CH2 N C CH2OH HO CH2 + O C NH2 NH2 C N O H2C NH NH CH2 O N C -3H2O O CH2OH CH2 N CH2 O Trimetylen Urea Nếu thừa Urea từ Urea Formaldehyde tạo sản phẩm trung gian là: Metylen diUrea Trimetylen Tetra Urea, phản ứng môi trường kiềm yếu HN CO NH2 H2C CH2 HN CO NH2 H2C Metylen diUrea HN CO NH2 HN CO NH NH CO NH HN CO NH2 Trimetylen TetraUrea CH2 Nếu pH = – hai cầu nối – CH2 –,– CH2 – O – CH2 – cịn có cầu nối khác như: H – (NH – CO – X – NHCH2)n – OH Trong X nhóm: – NH – CH2 –,hoặc N CH2 H2C O CH2 OH Các sản phẩm dẫn xuất metylen Urea khó tan bền với nhiệt mono dimetylol Urea Khi đun nóng monometylol Urea dimetylol Urea khan nước khơng tạo thành nhựa mà tạo thành monometylen Urea dimetylen Urea Trong trình tổng hợp nhựa U-F nên khống chế pH cho họp lý nhất, pH ban đầu dung dịch khơng nên q thấp phản ứng Urea với Formaldehyde dễ sinh sản phẩm ban đầu mono dimetylen Urea bền, khó tạo nhựa, dễ tạo sản phẩm vơ định hình, khơng thn lợi cho q trình đa tụ Thông thường giai đoạn đầu độ pH dung dịch khống chế pH = – Theo tài liệu giai đoạn đầu tồn azometyl hydrat có cơng thức: N CH2.H2O O C NH2 Cho nên xuất cầu nối – NH – Keo U-F có tính chất hút ẩm cao trình tổng hợp keo sinh cầu nối – CH2 – CH2 – , cầu nối dễ tạo phản ứng thuận nghịch sinh Formaldehyde tự gây ảnh hưởng tới cấu trúc gây hại cho sức khoẻ người, cầu nối làm tăng khả hút nước keo U-F 2.1.2 Quá trình hình thành nhựa U-F Qua nhiều nghiên cứu trình hình thành nhựa U-F cho thấy: Nhựa U-F hình thành tiến hành đa tụ sản phẩm trung gian mono dimetylol Urea khoảng giá trị pH = – xuông khoảng giá trị pH = – 5, tác dụng nhiệt độ mono dimetylol Urea ngưng tụ tạo thành nhựa khơng nóng chảy, khơng hồ tan Q trình tạo nhựa xảy theo giai đoạn Ở giai đoạn mono dimetylol Urea tác dụng với tạo thành nhựa mạch thẳng, nhựa giai đoạn có khả nóng chảy hồ tan N CO NH CH2OH CH2 N CO NH CH2 CH2OH Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ mơi trường thích hợp sản phẩm có cấu trúc mạch thẳng kết hợp với thành mạch mạng lưới, lúc nhựa đóng rắn, q trình đóng rắn nhựa có hồ tan tạo CH2O nước Tuy nhiên phân tử cịn số nhóm metylol khơng tham gia vào phản ứng hiệu ứng không gian, với tồn nhiều cầu nối etedimetylen phân tử gây ảnh hưởng xấu tới nhựa Do tạo thành liên kết metylen phân tử, đóng rắn nhựa diễn theo phương trình sau: 10 Đổ dung dịch keo vào cốc tới 100ml, sau cân lại khối lượng m2 Tỷ trọng keo xác định theo công thức: (g / cm3) d= Trong đó: d – tỷ trọng dung dịch keo (g / cm3) m1 – khối lượng cốc sấy khô (g) m2 – khối lượng cốc + dung dịch keo (g) V – thể tích dung dịch keo (ml) Sau tiến hành đo ta có bảng số liệu sau: Mẻ Mẫu m1 m2 Mẻ d m1 m2 Mẻ d m1 m2 d 56.39 170.82 1.1443 57.95 180.52 1.2257 55.37 171.92 1.1655 59.52 183.75 1.2423 55.91 169.76 1.1385 57.78 176.18 1.184 55.45 166.67 1.1122 56.65 175.71 1.1906 56.31 167.29 1.1098 Từ bảng số liệu ta có: Bảng 3.5: Tỷ trọng mẫu keo nấu Mẻ nấu Mẫu Mẫu Mẫu 1.1443 1.2423 1.1122 1.2257 1.1385 1.1906 1.1655 1.184 1.1098 Trung bình 1.1681 3.3.2.6 Xác định hàm lượng Formaldehyde tự Có nhiều phương pháp xác định hàmlượng Formaldehyde tự như: 38 Xác định acid sunfuric H2SO4 a - Cho g keo U – F 10 ml nước cất vàobình tam giác dung tích 100ml, lắc hỗn hợp - Trung hồ dung dịch etanol: 0.1 % hỗn hợp + 50 % - Cho thêm 25 ml dung dịch ((252g Na2SiO3.7H2O)/ lít) lắc - Sau 15 giây chuẩn dung dịch a ml dung dịch H2SO4 etanol 0.05 mol / l dung dịch màu đỏ - Tỷ lệ Formaldehyde tính cơng thức sau: X= Trong đó: X – lượng Formaldehyde tự (%) a – lượng H2SO4 0.05 mol / l b – số gam keo dùng thí nghiệm (g) Phương pháp xác định thí nghiệm cần thực xác nhân viên thí nghiệm hố phân tích có kinh nghiệm (CHEMICKÉ LÁTKY V DREVÁRSKOM PRIEMYSLE Ján Sediiačik – Milan Sedliačik 1998) b Xác định phương pháp chuẩn độ Iot Nguyên tắc xác định Formaldehyde tự phương pháp chuẩn độ Iôt dựa vào phản ứng sau: Giai đoạn 1: I2 + NaOH NaOI + NaI + H2O Giai đoạn 2: NaOH + CH2O + NaOI HCOONa + H2O + NaI CH2O + I2 + NaOH HCOONa + H2O + NaI 39 Phương pháp C.Romijn đề xuất tới phương pháp có độ xác cao Điểm ý quan trọng phương pháp dung dịch không chứa loại Aldehyde khác Etanol, Axeton, chúng có khả hấp thụ Iot Các hố chất cần dùng thí nghiệm là: Dung dịch NaOH mol / l Dung dịch H2SO4 : Dung dịch Na2S2O3 0.01 mol / l Dung dịch I2 0.01 mol / l - Lấy 100 ml dung dịch từ lượng mẫu lít keo cho vào bình chuẩn độ có nút nhám, cho tiếp 50 ml dung dịch I2 0.01 mol / l 20 ml dung dịch NaOH mol / l vào bình chuẩn độ - Đóng nút bình lắc đều, để im 15 phút - Cho 10 ml dung dịch H2SO4 : vào - Lượng dư I2 dung dịch chuẩn dung dịch Na2S2O3 chuyển sang màu vàng nhạt sau cho tinh bột để khơng làm màu Phương pháp tính: Khi chuẩn 100 ml dung dịch mẫu keo phải dùng a ml dung dịch Na2S2O3 0.01 mol / l Khi chuẩn độ 100 ml dung dịch thí nghiệm đối chứng (thí nghiệm mẫu khơng chứa Formaldehyde phải dùng b ml dung dịch dịch Na2S2O3 0.01 mol / l Như vậy, để thoả mãn phản ứng cần lượng Iot là: (b – a) ml dung dịch Na2S2O3 0.01 mol / l 40 Cứ 1000 ml I2 0.01 mol / l dùng tương đương với lượng Formaldehyde tự 0.15 g Từ đó, suy lượng Formaldehyde bằng: (g) CH2O Trong đề tài sử dụng phương pháp chuẩn độ Iot để xác định hàm lượng Formaldehyde tự keo sau tổng hợp Bảng 3.6: Kết thử mẫu Trị số b dành cho tất thí nghiệm sau lần xác định sau: b1 = 51; b2 = 50; b3 = 50 trung bình b = 50,33 Hàm lượng F Mẻ Mẫu b a nấu Tỷ Hàm lượng Hàm Trung keo trọng F (g) lượng bình 100 g keo F (%) (%) 0.0028 0.0028 0.0028 0.0028 1.1 29.5 0.0031 1.2 29 0.0032 1.3 29.7 0.0031 0.0027 0.0027 30 0.0030 0.0027 0.0027 2.2 30.5 0.0030 0.0026 0.0026 2.3 30.2 0.0030 0.0026 0.0026 3.1 30.5 0.0030 0.0026 0.0026 3.2 30.2 0.0030 0.0026 0.0026 3.3 29.8 0.0031 0.0027 0.0027 2.1 (g) 100 ml 50.33 1.13 1.15 1.15 0.0028 0.0026 0.0026 0.0027 41 3.3.2.7 Xác định cường độ kéo trượt màng keo Cường độ kéo trượt màng keo thể khả dán dính keo Nếu cường độ kéo trượt màng keo lớn chứng tỏ loại keo sử dụng tốt Việc kiểm tra cường độ kéo trượt màng keo tiến hành máy kéo trượt trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản trường Đại học lâm nghiệp Các mẫu keo mẻ 1, mẻ 2, mẻ nấu theo đơn nấu tiến hành cho thêm chất đóng rắn NH4Cl tiến hành bơi tráng Mẫu tiến hành ép nguội để ổn định tuần Sau tiến hành cắt mẫu có kích thước a x b = (20 x 25) mm Sau tiến hành kéo tới mẫu bị phá hủy, ghi lại giá trị lực phá hủy Hình vẽ mẫu kéo trượt Cơng thức tính cường độ dán dính từ lực kéo trượt mẫu: τk= 9,81F 9,81F = (Mpa) S ab Trong đó: τk: Cường độ kéo trượt màng keo, đơn vị Mpa a: Chiều rộng khoảng kéo trượt, đơn vị mm b: Chiều dài khoảng kéo trượt, đơn vị mm S: Diện tích khoảng kéo trượt, S = a.b, đơn vị mm2 F: Lực phá hủy màng keo, đơn vị Kg 42 Sau trình thí nhiệm tính tốn thu số liệu sau: Bảng 3.7: Cường độ kéo trượt màng keo mẻ mẫu keo nấu S (mm2) F (Kg) Cường độ dán dính (Mpa) STT a (mm) b (mm) 21.17 25.88 547.88 108 1.93 22.79 24.53 559.04 282 4.95 20.87 24.97 521.12 138 2.60 21.67 25.83 559.74 120 2.10 21.34 24.29 518.35 138 2.61 21.54 25.74 554.44 118 2.09 22.25 23.95 532.89 134 2.47 20.43 24.36 497.67 102 2.01 19.21 23.73 455.85 188 4.05 10 20.46 25.34 518.46 224 4.24 Trung bình 2.90 43 Bảng 3.8: Cường độ kéo trượt màng keo mẻ mẫu keo nấu S (mm2) F (Kg) Cường độ dán dính (Mpa) STT a (mm) b (mm) 20.38 24.59 501.14 116 2.27 21.54 25.47 548.62 128 2.29 21.32 23.42 499.31 102 2.00 22.09 25.75 568.82 184 3.17 20.37 24.69 502.94 210 4.10 18.31 26.34 482.29 164 3.34 20.64 24.63 508.36 138 2.66 21.41 23.3 498.85 122 2.4 19.45 25.15 489.17 236 4.73 10 22.31 26.61 593.67 134 2.21 Trung bình 2.92 Bảng 3.9: Cường độ kéo trượt màng keo mẻ mẫu keo nấu S (mm2) F (Kg) Cường độ dán dính (Mpa) STT a (mm) b (mm) 21.33 23.46 500.40 254 4.98 22.52 25.31 569.98 106 1.82 18.1 23.46 424.63 172 3.97 21.45 25.89 555.34 114 2.01 21.68 24.51 531.38 88 1.62 20.16 25.98 523.76 120 2.25 22.15 25.46 563.94 184 3.20 19.13 24.64 471.36 132 2.75 21.79 24.65 537.12 110 2.01 10 21.65 23.51 508.99 146 2.81 Trung bình 2.74 44 Bảng 3.10: So sánh số tính chất keo nấu với keo SYNTEKO 1354 Casco keo DYNORIT 10-410V Dynea Tính chất Màu sắc pH Cường độ dán dính (MPa) Hàm lượng khô (%) Hàm lượng F tự (%) Keo tổng hợp từ Urea tinh Keo tổng hợp từ Urea Phú Mỹ Keo DYNORIT 10-410V Dynea Keo Keo SYNTEKO công ty 1354 Từ Đạt Casco Trắng sữa Trắng sữa Trắng sữa 8.15 8.38 7.5 8.5 - 9.5 8.5 2.91 2.85 2.7 - 1.8 51.78 50.99 62 - 43 0.0022 0.0027 0.2 3 45 Trắng Trắng đục Chương PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Từ kết nghiên cứu lý thuyết từ kết việc thực nghiệm tạo keo, từ kết nói tới phần trước ta có số nhận xét đánh giá kết đạt được: 4.1 Nhận xét vế thiết bị nguyên liệu đơn nấu Từ yêu cầu thiết bị đơn nấu ta thấy thiết bị để sản xuất theo đơn nấu đơn giản Điều thuận lợi cho sở sản xuất nước ta sở sản xuất keo dán nước ta phần lớn sở nhỏ lẻ, thiết bị thô sơ chủ yếu tự nghiên cứu, chế tạo Nguyên liệu để sản xuất keo U-F theo đơn nấu sẵn có có giá thành thấp giá thành keo U-F sản xuất thấp 4.2 Nhận xét đơn nấu Đơn nấu có quy trình nấu tương đố đơn giản áp dụng rộng rãi sở sản xuất Quy trình nấu keo tiến hành đa tụ lần ta đa tụ lần phản ứng xảy khơng thể khống chế được, sản phẩm trung gian trình trùng ngưng mono di metylol urea có tỷ lệ khơng xác định điều chỉnh tỷ lệ Ngoài ta tiến hành trùng ngưng lần tạo mono dimetylen Urea sản phẩm bền không tham gia vào phản ứng trùng ngưng tạo keo Do phản ứng trùng ngưng phản ứng tỏa nhiệt tiến hành trùng ngưng lần nhiệt tạo lớn khó điều chỉnh nhiệt độ trình nấu Hiện thị trường phổ biến loại keo U-F trùng ngưng lần trùng ngưng lần loại đáp ứng số tính chất keo sử dụng công nghiệp chế biến gỗ nhiên hàm lượng Formaldehyde tự 46 keo cao Để khắc phục điều keo U-F sản xuất theo đơn nấu tiến hành đa tụ lần để đễ dàng khống chế điều kiện trình phản ứng như: Dễ dàng việc điều chỉnh nhiệt độ nồi phản ứng theo ý muốn, điều chỉnh tỷ lệ sản phẩm trung gian cho thuận lợi chi phản ứng trùng ngưng xảy Do phản ứng trùng ngưng xảy triệt để hàm lượng Formaldehyde tự keo hạ thấp 4.3 Nhận xét dung dịch keo trình nấu sản phẩm thu 4.3.1 Màu sắc mùi dung dịch keo Màu sắc dung dịch keo chuyển dần từ suốt sang màu trắng đục trình đa tụ sản phẩm thu dung dịch keo có màu trắng sữa Đây màu sắc đặc trưng dung dịch keo U-F Dung dịch keo nấu theo đơn nấu mùi đặc trưng Formaldehyde nhiên mùi Formaldehyde khơng cịn hắc loại keo U-F đa tụ lần, lần 4.3.2 Giá trị pH dung dịch keo Trong trình đa tụ pH dung dịch keo giảm dần từ môi trường kiềm yếu sang môi trường axit yếu Trong trình phản ứng tạo keo lượng Urea tham gia phản ứng giảm dần kéo theo giá trị pH dung dịch keo cung giam theo Có điều Urea tan nước tạo dung dịch kiềm yếu thể lượng Urea có dung dịch giảm xuống pH giảm Trong trình đa tụ ta cho thêm Urea lần 2, 3, vào ban đầu pH dung dịch nhích lên Urea tan vào dung dịch nhiên sau pH dung dịch lại giảm mạnh Urea phản ứng với Formaldehyde có 47 dung dịch keo tạo thành sản phẩm trung gian sản phẩm trung gian phản ứng trùng ngưng tạo hợp chất cao phân tử tạo keo Quá trình trùng ngưng kết thúc pH dung dịch nhỏ Sau đó, pH dung dịch nâng lên 7,5 – để bảo quản Bảo quản keo điều kiện pH cao để hạn chế cách tối đa phản ứng theo chiều nghịch xảy nhằm trì tính chất dung dịch keo Các mẫu keo sản xuất phịng thí nghiệm theo đơn nấu có pH lớn chút, tương đối hợp lý để bảo quản dung dịch keo thuận lợi cho trình sử dụng 4.3.3 Độ nhớt dung dịch keo Trong trình đa tụ độ nhớt dung dịch keo tăng dần độ dài phân tử polime tăng Ở giai đoạn nhiệt độ từ 200C đến 650C chủ yếu xảy phản ứng Urea với Formaldehyde tạo sản phẩm trung gian Cho nên giai đoạn độ nhớt dung dịch keo tăng chậm sản phẩm trung gian có độ dài phân tử chưa lớn Độ nhớt dung dịch keo tăng nhanh nhiệt độ 700C sản phẩm trung gian bắt đầu phản ứng trùng ngưng với tạo chuỗi polime có độ dài phân tử lớn hơn, tác dụng điều kiện nhiệt độ cao phản ứng trùng ngưng xảy nhanh độ nhớt dung dịch keo tăng nhanh 4.3.4 Hàm lượng khô dung dịch keo Cũng độ nhớt hàm lượng khô dung dịch keo cung tăng dần trình đa tụ Khi nhiệt độ từ 200C đến 650C hàm lượng khơ dung dịch keo tăng chậm sản phẩm trung gian có khố lượng phân tử nhỏ Khi 48 nhiệt độ 700C sản phẩm trung gian bắt đầu phản ứng trùng ngưng với hàm lượng khơ dung dịch tăng nhanh phản ứng trùng ngưng tạo phân tử polime có khối lượng phân tủ lớn Hàm lượng khô dung dịch keo nấu thử nghiệm phịng thí nghiệm theo đơn nấu có hàm lượng khô khoảng 51% tương đối cao, thích hợp cho việc sản xuất ván dán 4.3.5 Hàm lượng Formaldehyde tự Dựa vào bảng 3.10 ta thấy hàm lượng Formaldehyde tự mẫu keo nấu theo quy trình cho hai loại Urea lớn hàm lượng Formaldehyde tự keo DYNORIT 10-410V không nhiều song nhỏ hàm lượng Formaldehyde tự keo SYNTEKO 1354 Mặt khác, hàm lượng Formaldehyde tự mẫu keo nhỏ 3mg / 100g Do chúng đạt tiêu chuẩn E1 Châu âu 4.3.6 Một số yếu tố ảnh hưởng tới kết thực nghiệm - Thiết bị thô sơ, không đồng - Gia nhiệt chưa khống chế cách xác - Khơng có thiết bị hút chân không nên không tăng hàm lượng khô - Khơng có thiết bị hồi lưu nên gây thất nguyên liệu 49 Chương KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua trình thực đề tài rút số kết luận sau: - Đề xuất quy trrình tổng hợp keo hướng tạo sản phẩm đáp ứng cường độ dán dính tương đương với loại keo tốt thị trường - Hàm lượng Formaldehyde tự keo giảm cách đáng kể - Khi tổng hợp keo U – F nguyên liệu tinh khiết trùng ngưng nhiều lần chất lượng keo tốt, hàm lượng Formaldehyde tự nhỏ - Với điều kiện thiết bị tốt, đồng hiệu cao - Từ loại nguyên liệu phục vụ cho sản xuất ta thấy đơn nấu áp dụng vào thực tế sản xuất 5.2 Khuyến nghị - Tiếp tục nghiên cứu giải pháp làm giảm lượng Formaldehyde tự keo hướng khác để từ tìm hướng sản xuất mới, quy trình đưa đơn nấu - Tiếp tục nghiên cứu tính chất keo đặc biệt lượng Formaldehyde tự keo tiến hành sản xuất quy mô công nghiệp - Đối với keo sau tổng hợp cần phải tìm kiếm giải pháp bảo quản hợp lý để phản ứng nghịch tiếp tục xảy nhỏ - Cải tiến trang thiết bị để nâng cao hiệu trình tổng hợp 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Thuận – Phạm Văn Chương (1993), Công nghệ sản xuất ván nhân tạo – tập 1, trường Đại Học Lâm Nghiệp Nguyễn Văn Thuận (2011), Bài giảng chun mơn hố keo dán gỗ A.A Strepikheev (sách dịch), Cơ sở hoá học hợp chất cao phân tử, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1977 Ján Sedliačik – Milan Sedliačik (1998), CHEMICKÉ LÁTKY V DREVÁRSKOM PRIEMYSLE Trần Minh Nghĩa (Khoá học 1989 – 1994): “Theo dõi thay đổi số tính chất kỹ thuật dung dịch trình đa tụ keo Urea – Formaldehyde trùng ngưng ba lần” Th.S Nguyễn Văn Thuận hướng dẫn Nguyễn Đình Chí (2008): “Nghiên cứu tạo keo U – F theo đơn nấu công ty DYNO AS NORWAY” Th.S Nguyễn Văn Thuận hướng dẫn Kiều Hồng Sơn (Khoá học 2006 – 2010): “Nghiên cứu giải pháp nâng cao cường độ dán dính keo U – F kỹ thuật đa tụ” Th.S Nguyễn Văn Thuận hướng dẫn Nguyễn Thị Phương (Khoá học 2004 – 2008): “Nghiên cứu tạo keo UF dựa theo đơn nấu công ty BORDEN INC” TS Lê Xuân Phương hướng dẫn Các tài liệu sách báo mạng Internet 51 52