Nghiên cứu ảnh hưởng của loại vật liệu đến cường độ dán dính của keo epi

LỜI NĨI ĐẦU Để hồn thành khóa học 2004 - 2008, trí mơn Ván nhân tạo, khoa Chế biến lâm sản, trường Đại học Lâm nghiệp tiến hành làm đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng loại vật liệu đến cường độ dán dính keo EPI" Luận văn hoàn thành với hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Thuận với giúp đỡ thầy cô giáo khoa Chế biến lâm sản Nhân dịp cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới người giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Cảm ơn giúp đỡ thư viện, trung tâm thí nghiệm phịng ban trường Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành đề tài Do kinh nghiệm, lực thân hạn chế nên đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì tơi mong nhận góp ý thầy giáo bạn để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Tây, tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực Tạ Đăng Tiến ĐẶT VẤN ĐỀ Keo dán nguyên liệu quan trọng ngành Chế biến lâm sản Nó có tác dụng tạo mối dán, liên kết thành phần, vật dán lại với Cường độ dán dính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: - Ảnh hưởng loại keo dán - Ảnh hưởng vật dán - Ảnh hưởng chế độ ép Mỗi loại keo phù hợp với số loại vật dán ngược lại Vì mà người ta cần nghiên cứu để tìm loại vật liệu phù hợp với loại keo Keo EPI loại keo hai thành phần cịn nước ta đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng loại vật dán đến cường độ dán dính keo EPI" nhằm tìm ảnh hưởng số loại vật liệu mà cụ thể số loại gỗ sử dụng nhiều ngành Chế biến gỗ nước ta tới cường độ dán dính keo EPI Phần TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những vấn đề chung - Mục tiêu đề tài: Khảo sát, đánh giá khả sử dụng số loại gỗ keo EPI điều kiện dán ép 1.2 Nội dung - Tìm hiểu lý thuyết có liên quan - Tạo mẫu thí nghiệm - Xác định cường độ kéo trượt màng keo - Phân tích đánh giá kết 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa (Kế thừa nghiên cứu lý thuyết dán dính, kết nghiên cứu loại gỗ) - Phương pháp thực nghiệm 1.4 Phƣơng pháp sử lý số liệu - Sử lý số liệu phần mềm thống kê toán học 1.5 Ý nghĩa khoá luận - Làm tài liệu tham khảo có giá trị phục vụ cho cơng tác học tập, nghiên cứu khoa học sinh viên, nhà sử dụng keo EPI cho sở sản xuất ván ghép thanh, ván sàn… Phần CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Ảnh hƣởng số yếu tố tới q trình dán dính 2.1.1 Ảnh hƣởng vật dán (gỗ) 2.1.1.1 Ảnh hƣởng loại gỗ Với loại gỗ khác khả thực mối dán khác nhau, chúng có cấu tạo, tính chất thành phần gỗ khác - Thành phần gỗ gồm xenlulo, hemixenlulo, lignin Ngồi cịn có nhiều chất, hợp chất khác ảnh hưởng tới trình dán dính như: đường, tinh bột, dầu, nhựa, thành phần hóa học Thậm chí số gỗ cịn chứa polyhydroxyphenol - Về tính chất hóa học: Mỗi loại gỗ khác có thành phần nguyên tố hóa học gỗ khác Các thành phần gỗ ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp, kích thích hay cản trở tới q trình dán dính keo chúng làm thay đổi pH dung dịch keo chí tác dụng với nhóm chức keo, thành phần keo tạo chất ảnh hưởng trực tiếp tới q trình dán dính - Về cấu tạo gỗ: Đây nhân tố chủ yếu ảnh hưởng tới tính chất gỗ Cấu tạo tính chất gỗ liên quan mật thiết với loại gỗ khác chúng khác cấu tạo Mặt khác ảnh hưởng hoàn cảnh bên ngồi mà khơng lồi gỗ khác mà loài, phận có khác Do trình dán dính hình thành lực liên kết keo vật dán nên thành phần khác tạo nên lực liên kết chúng khác nên ảnh hưởng tới trình dán dính - Về độ rỗng gỗ: Là phần thể tích rỗng gỗ ống mạch, khoảng cách mixenxenlulo vách tế bào, ruột tế bào, lỗ thông ngang tạo nên Độ rỗng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt gia công chất lượng mối dán Độ rỗng gỗ phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng thể tích, chiều dày vách tế bào, cấu tạo gỗ Loại gỗ có khối lượng thể tích lớn độ rỗng nhỏ ngược lại loại gỗ có khối lượng thể tích nhỏ độ rỗng lớn Như vậy, loại gỗ có khối lượng thể tích lớn độ rỗng nhỏ gia công tạo bề mặt chất lượng cao, làm chất lượng mối dán tốt ngược lại Qua thí nghiệm người ta xác định khối lượng riêng loại gỗ khơng có độ rỗng khối lượng riêng lúc 1,56 g/cm³ Khối lượng riêng gỗ khác loại gỗ có độ rỗng khác Cơng thức để tính độ rỗng sau: V 1    0,64 1,56 - Về thớ gỗ: Khi gia công giới, thớ gỗ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bề mặt gia công, loại gỗ thớ thô gia cơng cho chất lượng bề mặt so với loại gỗ có thớ mịn Như loại gỗ có thớ thơ dán dính có chất lượng mối dán - Về gỗ giác, gỗ lõi, gỗ già: Gỗ lõi gỗ giác hình thành lên, trình biến đổi sinh học, vật lý, hóa học phức tạp Vì gỗ giác, gỗ lõi khác khối lượng thể tích, cấu tạo thành phần hóa học nên chất lượng mối dán phần gỗ giác, gỗ lõi khác - Về gỗ sớm, gỗ muộn: Loại gỗ có phần gỗ sớm, gỗ muộn phân biệt: Phần gỗ sớm có khối lượng thể tích nhỏ, xốp cịn phần gỗ muộn có khối lượng thể tích lớn, chắc, mịn Chính lồi gỗ sớm gỗ muộn phân biệt làm cho bề mặt vật dán không đồng nhất, làm chất lượng mối dán giảm nhiều - Về tính chất vật lý: Do tính chất hút nước gỗ thấm nước gỗ mà tráng keo lên bề mặt gỗ khả ảnh hưởng tới q trình dán dính Gỗ có co rút giãn nở không theo ba chiều nên q trình dán dính tính chất làm xê dịch màng keo từ gây nên phần tử keo liên kết với phần tử gỗ bị xáo trộn làm cho mối dán kém, giảm cường độ dán dính mối dán chất lượng mối dán Nếu gỗ có tỷ lệ co rút theo chiều tiếp tuyến tỷ lệ co rút theo chiều xuyên tâm lớn mối dán vùng xẻ tiếp tuyến xẻ xuyên tâm có chất lượng ngược lại gỗ có tỷ lệ co rút theo chiều tiếp tuyến chiều xuyên tâm nhỏ cường độ mối dán ổn định Tỷ lệ co rút theo hai chiều lớn nguyên nhân gây tượng cong vênh mặt dán lớn, nứt đầu mối ghép, nứt mối ghép, dễ gây cong vênh nứt sấy - Về tính chất học gỗ: Q trình gia cơng chế biến gỗ thường chịu tác động lực bên ngoài, khả chống lại tác động ngoại lực tính chất học hay cường độ gỗ Cường độ gỗ cao gây tiêu hao động lực lớn trình gia công, ép Khả nén ép thấp cường độ chịu lực gỗ cao Điều gây tượng tách màng keo sau ép 2.1.1.2 Ảnh hƣởng cấu tạo gỗ Xét cấu tạo gỗ như: Sự xếp tế bào cây, cấu trúc vách tế bào, cấu trúc tia, xếp mixenxenlulo, tỷ lệ tế bào vách dày, vách mỏng, tỷ lệ ba tổ chức Dẫn đến tính chất gỗ khác làm ảnh hưởng tới q trình dán dính Tỷ lệ ba tổ chức là: Tổ chức dẫn nước muối khống tế bào có kích thước lớn nhất, có phần rỗng ruột lớn đảm nhận Đây thành phần quan trọng tạo độ rỗng, xốp cho gỗ Tổ chức dự trữ dinh dưỡng tế bào mô mềm đảm nhận Đây tế bào vách mỏng Tổ chức học gỗ kim quản bào đảm nhận, gỗ rộng sợi gỗ đảm nhận Đây tế bào vách dày có kích thước bé nên độ rỗng ruột nhỏ, có loại ruột hồn tồn bịt kín Những tổ chức tùy theo loại gỗ mà phát triển khác tạo nên tính chất gỗ khác Ngồi bề mặt ngồi gỗ gỗ cịn có bề mặt đặc biệt độ rỗng, ống dẫn nhựa gỗ cấu tạo nên Ở trạng thái khơ 1m³ gỗ có bề mặt lớn 108 m2/m3 Trong q trình gia cơng chế biến gỗ thực tế ta phủ hết bề mặt được, bề mặt độ rỗng không gian bên tia gỗ, mixenxenlulo, xenlulo tạo nên Cấu tạo gỗ yếu tố quan trọng sở để giải thích tượng liên quan đến q trình dán dính keo dùng với vật dán gỗ cấu tạo gỗ liên quan mật thiết với tính chất gỗ cấu tạo gỗ coi biểu bên ngồi tính chất Gỗ thực vật hữu tạo nên vơ số tế bào, có nhiều thành phần tồn dạng tế bào chết Mỗi tế bào ngăn cách vách tế bào (tế bào cấu tạo chất pectic mà thành phần axit Tetra glacturonic) gọi màng có mức độ gỗ hóa cao Cấu tạo vách tế bào ảnh hưởng lớn đến tính chất gỗ Vách tế bào gỗ chủ yếu xenlulo lignin tạo nên, lignin tồn gỗ chất keo gắn bó xenlulo lại với tạo thành khối vững Sườn xenlulo nhiều phân tử xenlulo liên kết thành chuỗi xenlulo Nhiều chuỗi xenlulo liên kết tạo thành mixenxenlulo Nhiều mixenxenlulo liên kết với tạo thành bó mixenxenlulo Vơ số bó mixenxenlulo lignin tạo thành vách tế bào Vách tế bào gồm ba phần chính: Màng giữa, vách sơ sinh vách thứ sinh Do bề mặt cắt bề mặt dán đa dạng, cịn phụ thuộc vào phương pháp, kỹ thuật gia công Song thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ xenlulo, sợi xenlulo có dạng liên kết sau: OH CH2 CH O O CH CH CH CH OH OH O OH OH CH CH CH CH CH O O CH2 OH Trong cấu tạo phân tử xenlulo có chứa nhiều nhóm –OH Khi gỗ tiếp xúc với phân tử có cực tính keo nhóm –OH liên kết với chúng tạo nên dán dính Do chất q trình dán dính hình thành lực liên kết keo gỗ Cấu tạo gỗ liên quan đến khả tiếp xúc vật dán ảnh hưởng tới lực liên kết học Cấu tạo gỗ tạo nên chất vật liệu có cực hay khơng cực, mật độ phân tử khơng cực từ tạo nên lực liên kết tĩnh điện keo gỗ Thành phần hóa học gỗ, nhóm chức xenlulo, hemixenlulo, lignin có khả phản ứng với nhóm chức keo tạo nên lực liên kết hóa học thơng qua cầu nối hóa học Khi tráng keo vào gỗ xảy tượng thẩm thấu khuếch tán phần tử keo theo dung mơi vào gỗ Q trình liên quan đến cấu tạo (độ rỗng) gỗ nên ảnh hưởng tới q trình dán dính 2.1.1.3 Ảnh hƣởng khối lƣợng thể tích Khối lượng thể tích gỗ ảnh hưởng tới cường độ chịu lực gỗ nên ảnh hưởng tới khả dán ép dán dính Với gỗ có khối lượng thể tích nhỏ dẫn đến kết cấu gỗ lỏng lẻo, tế bào gỗ xếp không chặt chẽ, khả co rút, giãn nở lớn độ ẩm gỗ thay đổi Mặt khác khối lượng thể tích gỗ nhỏ khả gia cơng bề mặt vật dán khó phẳng nhẵn Trong trình tráng keo lượng keo tráng thấm vào gỗ lớn Gỗ có khối lượng thể tích bé lượng co rút q trình dán ép lớn, gây nên biến dạng trình ép Tất yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối dán Khi gỗ có khối lượng thể tích cao kết cấu gỗ chặt chẽ, khả biến dạng thấp nên tráng keo dung dịch keo thấm vào gỗ khó Do khối lượng thể tích gỗ lớn nên khả nén ép thấp, dễ gây nên tượng tách màng keo sau ép Cường độ gỗ cao gây nên tiêu hao động lực lớn q trình gia cơng, q trình ép 2.1.1.4 Ảnh hƣởng khả gia công bề mặt Do mối dán thực bề mặt vật dán tính chất bề mặt vật dán ảnh hưởng tới q trình dán dính Cường độ dán dính tỷ lệ thuận với độ nhẵn bề mặt dán theo lý thuyết dán dính tạo màng keo liên tục, chiều dày màng keo phân tử keo cường độ dán dính tốt Nhưng thực tế tạo bề mặt vật dán phẳng tuyệt đối cấu tạo vật dán khả gia cơng Vì việc nâng cao chất lượng bề mặt vật dán giải pháp để nâng cao cường độ dán dính Với bề mặt vật dán có độ nhẵn cao khả bôi tráng dễ dàng, lượng keo tiêu tốn ít, màng keo mỏng, đều, liên tục, khe hở nhỏ hai vật dán làm cho chất lượng mối dán tăng Theo tài liệu số 101/200 – LV, Võ Thành Minh màng keo làm khả chịu uốn vật dán tăng – 20% Ngược lại chất lượng bề mặt vật dán kém, độ nhẵn không cao không làm tăng lượng keo tráng trình tráng keo mà dễ gây tượng màng keo không liên tục làm giảm lực uốn tĩnh, kéo trượt màng keo, khả tiếp xúc vật dán giảm làm chất lượng mối dán không đảm bảo - ảnh hưởng tới chất lượng mối dán Các khuyết tật vật dán tượng cong, vênh, rạn nứt bề mặt làm ảnh hưởng tới q trình dán dính làm giảm chất lượng mối dán 2.1.1.5 Ảnh hƣởng kích thƣớc vật dán Gỗ vật dị hướng có cấu tạo khơng đồng nên vị trí gỗ khác có tính chất khác xếp tế bào cây, cấu trúc vách tế bào, tổ thành tế bào (tỷ lệ tế bào vách dày, vách mỏng) Chính khác tạo nên thay đổi hình dạng, khối lượng thể tích, khả hút ẩm khả chịu lực gỗ bị tác động từ bên Điều khiến cho kích thước bề mặt vật dán lớn có thay đổi rõ rệt tính chất, cấu tạo nên tráng keo vị trí khác tác động tới keo với hình thức khác hình thành mối dán khác ảnh hưởng tới trình dán dính làm giảm chất lượng mối dán 10 Co ngót theo chiều tiếp tuyến: Yt = 6,41 (%) Vậy lượng co ngót là: ∆W = 6,41.5  0,3205 (mm) 100 Thanh sấy tủ sấy thí nghiệm trung tâm thí nghiệm trường ĐH Lâm Nghệp với thơng số chế độ sấy : Độ ẩm gỗ đưa vào sấy: MC = 15 – 20 % Thời gian sấy: 40 h Nhiệt độ sấy: 45 0C Vận tốc tuần hồn khơng khí tủ sấy: 2m/s Độ ẩm gỗ đạt sau sấy: – 12 % - Lượng dư gia công : Gỗ sau xẻ phá, xẻ dọc, cắt ngắn, ta sở Đưa sở vào máy bào thẩm mặt máy bào bốn mặt để gia công Căn vào độ nhô lưỡi dao máy bào, độ đồng phẳng mặt xẻ, qua thực nghiệm lượng dư cho bề mặt gia cơng 1,2 mm; sau phải qua q trình đánh nhẵn để đạt kích thước chuẩn Lượng đánh nhẵn 0,2 mm cho bề mặt Vậy lượng hao hụt giai đoạn là: W = 1,2 × + 0,2 × = 2,8 mm chiều rộng S = 1,2 × + 0,2 × = 2,8 mm chiều dày Vậy sở có kích thước là: Với gỗ Keo tràm : L × W × S = 150,000 × 23,106 × 7,9900 mm Với gỗ Keo tai tượng: L × W × S = 150,000 × 23,326 × 8,1460 mm Với gỗ Keo lai : L × W × S = 150,885 × 22,966 × 8,1805 mm Với gỗ Trẩu: L × W × S = 150,800 × 23,772 × 8,1205 mm 35 Sau xẻ sấy khô đến độ ẩm – 12 % tiến hành gia công chuẩn mặt máy bào thẩm với lượng ăn dao 1,2 mm Khi tạo mặt chuẩn tiến hành bào ba mặt lại với lượng ăn dao 1,2 mm Thanh thu tiến hành đánh nhẵn mặt với lượng hao hụt đánh nhẵn cho mặt 0,2 mm Loại bỏ cong vênh có khuyết tật bề mặt Nhận xét đánh giá sau gia cơng Qua q trình thực nhận thấy xẻ có kích thước hợp lí, sai số nhỏ, hạn chế khuyết tật khâu xẻ khâu sấy như: Hiện tượng nứt đầu lẹm cạnh Khuyết tật chủ yếu số gỗ nhỏ đưa vào sấy có tượng cong vênh theo hai chiều tiếp tuyến xuyên tâm ta loại bỏ Cách ghép Mỗi loại gỗ ta lựa chọn đôi cho ghép chúng lại với chiều rộng áp vào với tạo thành mặt phẳng kín khít Khi ghép hai lại với ta nhìn vào khe chỗ hai mặt tiếp xúc đưa lên ánh sáng khơng nhìn thấy tia sáng lọt qua đạt yêu cầu Ngoài ghép đơi tính chất chúng phải tương đồng (cùng gỗ giác gỗ lõi) 3.2 Chuẩn bị chất kết dính Chất kết dính sử dụng keo EPI hai thành phần gồm: SYNTEKO 1980 HARDENER 1993 -Lượng keo dùng: 150 - 250 g/m2 -Diện tích cần bơi tráng: 15   120 = 3600 cm2 = 0,36 m2 -Lấy lượng keo dùng: 250 g/m2 -Lượng keo cần bôi tráng: 250  0,36 = 90 g 36 -Lượng keo pha chế = Lượng keo bơi tráng + Lượng keo hao phí = 115 g -Tỷ lệ pha trộn: 1980: 100 PKL (phần khối lượng) 1993: 15 PKL -Lượng SYNTEKO 1980 cần dùng: 100 g -Lượng HARDENER 1993 cần dùng: 15 g 3.3 Lựa chọn thiết bị ép, xử lí mẫu: + Bộ vam kẹp sử dụng giữ mẫu xếp chồng lên nhau, sử dụng + Kích thước + Thiết bị ép: dùng máy ampe với cân A (mỗi vạch ứng với kgf/cm2) + Tủ sấy mẫu: tủ + Cân điện tử + Thước kẹp + Máy đo độ ẩm bề mặt + Máy thử độ kéo trượt màng keo: dùng máy ampe với gá phù hợp + Dùng cưa đĩa để cắt mẫu 37 - Tiến hành ép mẫu thí nghiệm: + Dụng cụ cần dùng: chổi quét, cốc pha chế que khuấy, cân điện tử + Chuẩn bị máy ép: Dọn vệ sinh xung quanh máy ép ampe, kiểm tra máy đảm bảo máy hoạt động tốt + Chuẩn bị vam kẹp: + Chuẩn bị keo pha chế keo + Tiến hành quét keo lên mẫu ép thời gian 30 phút + Đưa mẫu lên bàn ép ép áp suất Kgf/cm2 sản phẩm tương đương với kim đồng hồ 600 Kgf, ép thời gian 30 phút nhiệt độ 300C + Sau thời gian 30 phút nhả bàn ép, tháo vam kẹp lấy mẫu + Mẫu sau ép bọc túi linon, để thời gian tuần - Sau thời gian tuần lấy mẫu cắt mẫu thí nghiệm + Cắt mẫu theo kích thước định sẵn + Dùng cưa đĩa để cắt, cắt mạch cưa, mạch xẻ có chiều rộng 1,5 mm - Mẫu sau hoàn thành tiến hành thử độ bền kéo trượt màng keo 3.4 Phƣơng pháp xác định độ bền kéo trƣợt màng keo * Tiêu chuẩn kiểm tra: - Kiểm tra theo tiêu chuẩn EN 204: 2001 (E) Cơng thức tính độ bền kéo trượt màng keo :  k  F F (N/mm2)  A l.b Trong đó:  k : Cường độ kéo trượt màng keo (N/mm2) F = Fmax : Lực phá huỷ mẫu lớn tính Newton (N) A : Diện tích tiết diện kiểm tra kéo trượt (mm2) 38 b : Chiều rộng tiết diện kéo (mm) l : Chiều dài tiết diện kéo (mm) - Dụng cụ: + Máy kiểm tra vạn + Hệ thống kẹp mẫu - Quy trình: Mẫu gá vào gá sau tiến hành tăng lực từ từ đến màng keo bị trượt, đọc trị số đồng hồ đo lực Trị số trọng lực phá huỷ đọc xác đến kgf 3.5 Kết lực kéo trƣợt màng keo EPI bốn loại gỗ 3.5.1 Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo keo EPI gỗ Keo tràm STT 10 11 12 13 14 15 tb L(mm) w1(mm) w2(mm) wtb(mm) P (Kgf) 20.32 10.30 10.12 10.21 152 19.92 9.94 10.30 10.12 156 19.95 9.31 9.91 9.61 158 20.75 10.16 11.02 10.59 126 20.02 10.10 10.80 10.45 136 20.08 10.27 10.53 10.40 152 20.24 9.79 10.51 10.15 134 20.34 10.33 9.95 10.14 162 21.07 10.56 10.32 10.44 120 20.53 10.08 10.78 10.43 131 20.16 10.07 10.49 10.28 148 20.35 10.56 9.46 10.01 140 19.76 9.85 10.39 10.12 169 20.36 10.53 9.06 9.80 137 21.01 10.5 10.23 10.37 130 39 P (N) τkt(MPa) 1491.12 7.19 1530.36 7.59 1549.98 8.08 1236.06 5.63 1334.16 6.38 1491.12 7.14 1314.54 6.40 1589.22 7.71 1177.20 5.35 1285.11 6.00 1451.88 7.01 1373.40 6.74 1657.89 8.29 1343.97 6.74 1275.30 5.86 6.81 3.5.2 Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo keo EPI gỗ Keo tai tƣợng STT 10 11 12 13 14 15 tb L(mm) 20.56 20.14 20.53 20.36 20.56 20.32 20.02 20.64 20.88 20.78 19.89 19.76 19.54 20.36 20.84 w1(mm) w2(mm) wtb(mm) P (Kgf) 10.23 10.23 10.23 144 10.11 10.47 10.29 130 10.08 10.78 10.43 155 10.48 10.49 10.49 156 10.25 9.98 10.12 198 10.23 10.92 10.58 149 9.89 10.48 10.19 158 10.24 10.85 10.55 130 10.56 9.46 10.01 164 10.45 10.35 10.40 132 10.65 10.34 10.50 122 10.89 10.39 10.64 120 10.39 10.38 10.39 176 10.35 10.47 10.41 142 10.63 10.84 10.74 171 P (N) 1412.64 1275.30 1520.55 1530.36 1942.38 1461.69 1549.98 1275.30 1608.84 1294.92 1196.82 1177.20 1726.56 1393.02 1677.51 τkt(Mpa) 6.72 6.15 7.10 7.17 9.34 6.80 7.60 5.86 7.70 5.99 5.73 5.60 8.51 6.57 7.50 6.96 3.5.3 Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo keo EPI gỗ Keo lai STT 10 11 L(mm) w1(mm) w2(mm) wtb(mm) P(Kgf) 20.13 9.31 10.25 9.78 152 20.16 10.11 9.56 9.84 136 20.02 10.10 10.24 10.17 126 20.98 10.32 10.56 10.44 128 20.53 10.45 10.78 10.62 142 20.45 10.56 10.49 10.53 131 20.16 10.46 10.02 10.24 152 20.46 10.23 10.24 10.24 124 20.54 10.47 10.47 10.47 140 19.64 10.14 10.38 10.26 163 19.48 10.35 10.47 10.41 138 40 P (N) 1491.12 1334.16 1236.06 1255.68 1393.02 1285.11 1491.12 1216.44 1373.40 1599.03 1353.78 τkt(Mpa) 7.57 6.73 6.07 5.73 6.39 5.97 7.22 5.81 6.39 7.94 6.68 12 13 14 15 tb 19.87 19.43 19.52 20.31 10.45 10.28 10.34 10.36 10.84 9.48 10.15 10.32 10.65 9.88 10.25 10.34 122 188 164 125 1196.82 1844.28 1608.84 1226.25 5.66 9.61 8.04 5.84 6.78 3.5.4 Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo keo EPI gỗ Trẩu STT 10 11 12 13 14 15 tb L(mm) W1(mm) W2(mm) Wtb(mm) P (Kgf) 20.56 9.84 10.52 10.18 120 19.88 10.46 9.56 10.01 113 20.32 10.13 10.24 10.19 120 20.44 9.88 10.42 10.15 100 20.30 10.12 10.33 10.23 100 19.90 9.82 9.23 9.53 102 20.45 10.56 10.28 10.42 106 20.15 9.48 10.92 10.20 124 20.47 10.23 10.23 10.23 120 20.40 10.46 10.02 10.24 130 19.82 10.48 10.48 10.48 110 20.78 10.26 10.62 10.44 107 19.48 10.35 10.47 10.41 128 19.42 9.88 10.32 10.10 127 20.12 10.37 10.22 10.30 100 41 P (N) τkt(MPa) 1177.20 5.62 1108.53 5.57 1177.20 5.69 981.00 4.73 981.00 4.73 1000.62 5.28 1039.86 4.88 1216.44 5.92 1177.20 5.62 1275.30 6.10 1079.10 5.20 1049.67 4.84 1255.68 6.19 1245.87 6.35 981.00 4.74 5.43 3.5.5.Kết xử lý thống kê cƣờng độ kéo trƣợt màng keo keo EPI Loại gỗ X (Mpa) Lá tràm S(Mpa) S(%) P(%) M(Mpa) C(95%) 6,810 0,886 76,154 19,663 0,229 0,448 Tai tượng 6,960 1,061 114,31 29,514 0,274 0,537 Lai 6,780 1,115 96,052 24,810 0,288 0,564 Trẩu 5,590 0,590 49,957 12,899 0,152 0,298 *Biểu đồ biểu thị cường độ kéo trượt màng keo loại gỗ keo EPI Cƣờng độ kéo trƣợt màng keo (MPa) 6.96 6.81 7.00 6.00 5.00 4.00 6.78 5.59 3.00 2.00 1.00 0.00 Loại gỗ Trong đó: 1: Keo tai tượng 2: Keo tràm 3: Keo lai 4: Trẩu Qua biểu đồ cho thấy: Nếu xếp theo thứ tự cường độ dán dính giảm dần ta xếp sau: Keo tai tượng > Keo tràm > Keo lai > 42 Trẩu Điều giải thích sau: điều kiện dán ép (nhiệt độ, áp suất, thời gian), độ ẩm nhau, sử dụng loại keo nhau: - cường độ kéo trượt màng keo gỗ Keo tai tượng lớn khối lượng thể tích gỗ Keo tai tượng tương đối lớn (γ0 = 0,45 g/cm3), tính chất lý lớn - Cường độ kéo trượt màng keo gỗ Trẩu nhỏ khối lượng thể tích nhỏ (γ0 = 0,38 g/cm3), tính chất lý nhỏ Điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết chung gỗ có γ lớn dễ tạo bề mặt mịn phẳng nhẵn – mật độ vật chất – xenlulo lớn làm cho cầu nối hóa học tạo nhiều cường độ dán dính lớn ngược lại gỗ có γ nhỏ khả tạo bề mặt mịn phẳng nhẵn khó, mật độ vật chất – xenlulo làm cho cầu nối hóa học tạo cường độ dán dính nhỏ 43 Phần PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 Phân tích ảnh hƣởng khối lƣợng thể tích gỗ tới cƣờng độ dán dính keo EPI Khối lượng thể tích gỗ khác tạo nên co dãn khác nhau: Theo chiều ngang thớ gỗ có khối lượng thể tích lớn sức co dãn ngang thớ mạnh, ngược lai gỗ có khối lượng thể tích nhỏ sức co dãn ngang thớ Sở dĩ gỗ có khối lượng thể tích lớn loại gỗ có tỉ lệ vách tế bào dày, số lượng nhiều, tế bào lại xếp theo chiều dọc thân cây, làm cho tổng lượng mixenxenlulo xếp dọc thân tăng lên, dẫn đến tổng khoảng cách mixenxenlulo theo chiều ngang thân tăng lên co dãn ngang thớ tăng lên ngược lại Theo chiều dọc thớ, gỗ có khối lượng thể tích nhỏ sức co dãn dọc thớ lớn, ngược lại gỗ nhẹ co dãn dọc thớ Sở dĩ có tượng người ta nhận thấy gỗ nhẹ gỗ sớm nhiều Ở vùng gỗ sớm góc lệch mienxenlulo lớp vách sơ sinh tế bào xếp dọc thân tăng lên nên co dãn dọc thớ tăng lên ngược lại Chính co rút mà chúng làm giảm cường độ dán dính màng keo Khi tráng keo co rút làm cho bề mặt vật dán bị ảnh hưởng, khơng phẳng từ tạo cho màng keo khơng đồng liên tục Ngoài co rút làm cho phân tử keo bị thay đổi vị trí chịu lực tác động gỗ biến đổi, từ làm giảm cường độ dán dính màng keo làm cho màng keo dễ bị nứt… Khối lượng thể tích cao khả hút nước giảm Điều trình tráng keo lên bề mặt vật dán dung mơi keo bị thẩm thấu khuếch tán vào gỗ Nếu dung môi keo bị thấm vào gỗ nhiều tăng độ nhớt keo tạo cho màng keo khơng liên tục, keo khó dàn 44 trải lên bề mặt vật dán, hàm lượng khơ keo tăng từ tạo đóng rắn cục Trên bề mặt vật dán chỗ keo đóng rắn trước làm cho phân tử keo bên cạnh phải chịu ứng suất gây phá huỷ cục màng keo, dễ gây nứt màng keo khả dán dính keo giảm, cường độ kéo trượt màng keo Nếu dung mơi keo bị thấm vào gỗ lượng dung mơi đọng lại màng keo nhiều làm cản trở q trình đóng rắn, làm giảm cường độ dán dính thực tế dung mơi bay ngồi khơng khí Khi gỗ có khối lượng thể tích cao cường độ gỗ cao Điều ảnh hưởng tới cường độ chịu lực gỗ ép Gỗ ép khối lượng thể tích lớn nên khả nén ép thấp dễ gây nên tượng tách màng keo sau ép Cường độ gỗ cao gây nên tượng tiêu hao động lực lớn q trình gia cơng, q trình ép Khối lượng thể tích gỗ cao khả gia cơng bề mặt tạo chất lượng cao từ làm cho tiếp xúc keo gỗ tốt, màng keo liên tục lực liên kết học tăng dẫn đến cường độ dán dính tăng Nếu khối lượng thể tích gỗ nhỏ kết cấu gỗ lỏng lẻo gây lượng keo tráng thấm vào gỗ tăng lên ảnh hưởng xấu tới chất lượng mối dán Bản chất q trình dán dính tạo lực liên kết keo gỗ mà tỷ lệ xenlulo gỗ phần tử keo tạo nên lực liên kết hoá học Khi gỗ có khối lượng thể tích lớn tỷ lệ xenlulo cao nên tạo nhiều cầu nối hóa học làm tăng cường độ dán dính màng keo Chính khối lượng thể tích gỗ có ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ dán dính keo Nếu khối lượng thể tích gỗ tăng cường độ dán dính tăng 45 4.2 Phân tích ảnh hƣởng cấu tạo gỗ tới cƣờng độ dán dính màng keo Sự xếp cấu trúc tia, tỷ lệ tế bào vách dày, vách mỏng, vị trí thân cây, tỷ lệ thành phần mạch gỗ, tế bào mô mềm, sợi gỗ, quản bào… Đều ảnh hưởng tới cường độ dán dính keo Trong tồn ba tổ chức là: Tổ chức dẫn nước muối khoáng (nhựa nguyên) Ở gỗ kim quản bào gỗ sớm đảm nhận, gỗ rộng mạch gỗ đảm nhận Đây tế bào có kích thước lớn nhất, có phần ruột lớn nhất, thành phần quan trọng tạo độ rỗng, độ xốp cho gỗ Do đó, tổ chức dẫn nước muối khống phát triển tính chất lý gỗ giảm, khả hút nước gỗ tăng, điều ảnh hưởng tới chất lượng mối dán Tổ chức dự trữ dinh dưỡng: Tổ chức nhóm tế bào mô mềm đảm nhận, tế bào vách mỏng nên tổ chức phát triển tính chất lý gỗ giảm Điều tạo nên nén ép gỗ tốt nên tăng tính tiếp xúc vật dán làm tăng chất lượng mối dán nhóm tế bào mơ mềm nhiều tỷ lệ xenlulo, hemixenlulo gỗ giảm làm giảm thể tích gỗ ép, làm giảm cầu nối hoá học phần tử keo xenlulo, hemixenlulo làm giảm cường độ dán dính keo Tổ chức học: Ở gỗ kim quản bào gỗ muộn đảm nhận, gỗ rộng sợi gỗ đảm nhận Nói chung tế bào vách dày có kích thước bé nên có ruột rỗng nhỏ, có loại ruột hồn tồn bị bịt kín, tổ chức học gỗ mà phát triển tính chất lý gỗ tăng, khối lượng thể tích gỗ tăng, tỷ lệ xenlulo tăng làm cường độ dán dính keo tăng Trong q trình dán dính lực liên kết hố học hình thành qua cầu nối hoá học phân tử keo phân tử gỗ, chúng phụ thuộc vào lượng xenlulo (tỷ lệ xenlulo có gỗ), tỉ lệ chất chiết suất thành phần vô khác 46 Cấu tạo gỗ tạo nên độ rỗng gỗ mixenxenlulo vách tế bào, ruột tế bào, lỗ trơng ngang tạo nên Khi tráng keo khả thẩm thấu dung môi keo vào gỗ phụ thuộc nhiều vào độ rỗng, có nghĩa với khuếch tán phần tử keo vào gỗ phụ thuộc vào độ rỗng Trong trường hợp độ rỗng lớn, chiều dày vật dán nhỏ, keo có độ nhớt thấp độ ẩm gỗ vượt q điểm bão hồ thớ gỗ làm chậm q trình đóng rắn keo 4.3 Ƣu nhƣợc điểm keo EPI mối dán keo EPI - Màng keo EPI có khả đàn hồi tốt nên tránh tượng rạn nứt màng keo Khả chịu mài mòn độ cứng màng keo tương đối tốt - Cường độ kéo trượt màng keo keo EPI tốt hẳn so với loại keo dán gỗ trước (Keo U-F, U-F biến tính PVAc) Nó dán dính tốt nhiều loại gỗ khác - Do thời gian gel hóa keo EPI ngắn nên thời gian ép ngắn so với loại keo khác Tuy nhiên thời gian gel hố ngắn nên sản xuất với quy mơ lớn gặp khó khăn thời gian bơi tráng lâu - Đây loại keo hai thành phần nên thời gian bảo quản keo lâu - Giá loại keo tương đối đắt so với loại keo khác sử dụng cần cân nhắc tới lợi ích kinh tế 47 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua lý thuyết, thực nghiệm kết thu đề tài đưa số kết luận sau: - Cường độ dán dính keo dán phụ thuộc vào nhiều yếu tố có loại vật dán (loại gỗ) Đối với loại gỗ khác cường độ dán dính keo khác - Keo EPI có cường độ dán dính lớn so với loại keo thông thường khác (như keo U-F, U-F biến tính PVAc…) Trong loại gỗ nghiên cứu loại gỗ có cường độ dán dính cao keo EPI có thứ tự là: Keo tai tượng > Keo tràm > Keo lai > Trẩu Các loại gỗ đạt yêu cầu cường độ dán dính sử dụng keo EPI 5.2 Kiến nghị - Cần nghiên cứu ảnh hưởng loại keo EPI với nhiều loại gỗ vật liệu khác để từ tìm loại vật dán phù hợp với loại keo - Cường độ dán dính keo EPI lớn so với số loại keo thông dụng trước nhiên giá loại keo tương đối cao sử dụng ta cần tính tốn tới giá trị kinh tế 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Xuân Tình (1998): “Khoa học gỗ”, giáo trình trường Đại học Lâm Nghiệp [2] Nguyễn Văn Thuận, Phạm Văn Chương (1993): “Bài giảng công nghệ ván nhân tạo tập 1”, trường đại học Lâm Nghiệp [3] Ngô Kim Khơi: “Thống kê tốn học Lâm Nghiệp”, trường Đại học Lâm Nghiệp [4] Đỗ Đức Vượng (2004) Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng số loại gỗ tới cường độ dán dính keo U-F biến tính PVAc” [5] Nguyễn Xuân Trường (2000) Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu cấu tạo tính chất lý gỗ Trẩu (Aleuriles Montana) ứng dụng nó” [6] Vũ Thị Phượng (2006) Luận Văn tốt nghiệp: “Đánh giá số tính chất gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformics cumn) sử lý chromium trioxide” [7] Phạm Văn Chương (2001): “Nghiên cứu số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép sử dụng gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium Willd)” [8] Bạch Công Nam (2002) Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu cấu tạo, tính chất chủ yếu gỗ Keo lai đề xuất hướng sử dụng” [9] Tài liệu keo EPI hãng CASCO cung cấp, tiếng anh 49