Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo và thời gian ép đến chất lượng trang sức nan tre lên vật liệu lvl (laminated veneer lumber)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆN CÔNG NGHIỆP GỖ VÀ NỘI THẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo thời gian ép đến chất lượng trang sức nan tre lên vật liệu LVL (Laminated Veneer Lumber) Giáo viên hướng dẫn: TS Phan Duy Hưng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Thư Hà Nội, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆN CÔNG NGHIỆP GỖ VÀ NỘI THẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo thời gian ép đến chất lượng trang sức nan tre lên vật liệu LVL (Laminated Veneer Lumber) Giáo viên hướng dẫn: TS Phan Duy Hưng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Thư Lớp: 64CBLS Mã sinh viên: 1951010342 Niên khóa: 2019-2023 Hà Nội, 2023 LỜI CẢM ƠN Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo thời gian ép đến chất lượng trang sức nan tre lên vật liệu LVL (Laminated Veneer Lumber)” cơng trình nghiên cứu Việt Nam Việc tìm tài liệu và ngoài nước, cũng máy móc thiết bị để thực đề tài này gặp rất nhiều khó khăn Tuy nhiên, với nỗ lực thân và giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn và thầy, cô thuộc Viện Công nghiệp gỗ và nội thất, Trường Đại học Lâm nghiệp đến luận văn hoàn thành nội dung nghiên cứu và mục tiêu đặt Mặc dù vậy, lực thân cùng các điều kiện khách quan và chủ quan khác, luận văn đề tài này sẽ không tránh khỏi hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được thông cảm và ý kiến chỉ bảo thầy, cô để luận văn được hoàn thiện Nhân dịp này, em xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Phan Duy Hưng hết lòng dìu dắt, định hướng, tận tình hướng dẫn và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy, cô Viện Công nghiệp gỗ và Nội thất, Trung tâm Thí nghiệm và phát triển cơng nghệ, Thư viện, các thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện và dành thời gian và tinh thần cho em thời gian học tập và thực luận văn Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng lớp tham gia hỗ trợ quá trình thực nghiệm và động viên tinh thần suốt thời gian qua Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2023 Nguyễn Thanh Thư i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii BẢNG CÁC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1.1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tổng quan về sản phẩm .3 1.1.1 Vật liệu LVL .3 Những khái niệm về LVL Đặc tính vật liệu LVL Lịch sử phát triển LVL Phân loại ứng dụng LVL Trang sức bề mặt LVL 1.1.2 Các đặc điểm tre luồng 1.1.3 Những lợi ích mang lại LVL dán phủ nan tre 1.2 Lịch sử nghiên cứu .8 1.2.1 Trên thế giới 1.2.2 Tại Việt Nam .11 1.2.3 Tiểu kết từ tổng quan vấn đề nghiên cứu 12 1.3 Mục tiêu luận văn 14 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 14 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 15 1.4 Nội dung nghiên cứu 15 1.5 Phương pháp nghiên cứu 15 1.5.1 Phương pháp lý thuyết 15 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm [1] 16 Bố trí thí nghiệm .16 Quá trình thực nghiệm 19 Thiết bị trình thực nghiệm 20 Kiểm tra tính chất vật liệu 22 ii 1.5.3 Phương pháp phân tích xử lý số liệu [1] 27 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN .31 2.1 Lý thuyết về vật liệu 31 2.1.1 Nguyên liệu tạo dải ván mỏng và nan tre 31 Nguyên liệu gỗ keo lai 31 Nguyên liệu tre luồng 33 2.1.2 Chất kết dính UF .34 Ngoại quan và ưu, nhược điểm 34 Ứng dụng keo UF 34 2.2 Lý thyết dán dính .35 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng độ bền mối dán 35 2.3.1 Các yếu tố thuộc về vật dán 36 Ảnh hưởng vật dán .36 Ảnh hưởng chất kết dính [4] .38 2.3.2 Ảnh hưởng q trình tráng keo thơng số cơng nghệ ép 40 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .43 3.1 Quá trình tạo mẫu thí nghiệm 43 3.2 Ảnh hưởng lượng keo tráng và thời gian ép đến khối lượng riêng sản phẩm 45 3.3 Ảnh hưởng lượng keo tráng và thời gian ép đến trương nở chiều dày ngâm nước 24 giờ sản phẩm .48 3.4 Ảnh hưởng lượng keo và nhiệt độ ép đến độ bền uốn tĩnh .51 3.5 Ảnh hưởng lượng keo và nhiệt độ ép đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh ván 55 3.6 Ảnh hưởng lượng keo và nhiệt độ ép đến độ bền trượt màng keo sản phẩm .58 3.7 Tối ưu hóa ảnh hưởng tham số công nghệ đến chất lượng sản phẩm .61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .63 Kết luận 63 Kiến nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHỤ LỤC 65 iii BẢNG CÁC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA Ký hiệu Ý nghĩa CCD Thiết kế hỗn hợp trung tâm KLR Khối lượng riêng LVL Laminated veneer lumber MF Keo Melanine Formaldehyde Đơn vị g/cm3 MOE Mô đun đàn hồi uốn tĩnh MPa MOR Độ bền uốn tĩnh MPa MUF Keo Melamine urea formaldehyde OSL Ván kết cấu Oriented strand lumber PF Keo Phenol formaldehyde PRF Keo Phenol resorcinol formaldehyde PSL Ván kết cấu Parallel strand lumber SCL Vật liệu Structural composite lumber TS Trương nở chiều dày iv % DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kết cấu ván tre ép lớp ván phức hợp gỗ-tre 10 Bảng 1.2 Bố trí thí nghiệm 19 Bảng 2.1 Tính chất vật lý và học gỗ keo lai 10-15 tuổi 31 Bảng 2.2 Tính chất vật lý và học gỗ keo lai 8-10 tuổi .31 Bảng 2.3 Mợt số tính chất cơ, vật lý tre luồng .33 Bảng 3.1 Tổng hợp kết thực nghiệm 45 Bảng 3.2 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số đến khối lượng riêng sản phẩm 45 Bảng 3.3 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm 46 Bảng 3.4 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số đến mức độ trương nở chiều dày ván 49 Bảng 3.5 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm 49 Bảng 3.6 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến độ bền uốn tĩnh ván 52 Bảng 3.7 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm 52 Bảng 3.8 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh ván 55 Bảng 3.9 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm 56 Bảng 3.10 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến độ bền trượt màng keo 58 Bảng 3.11 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm 59 Bảng 3.12 Tham số lựa chọn tối ưu hóa tham số công nghệ đến chất lượng ván 61 Bảng 3.13 Kết phân tích phần mềm Design Expert 11.0 62 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sản phẩm LVL (Nguồn: internet) Hình 1.2 Sản lượng LVL tồn cầu (Nguồn FAOSTAT) Hình 1.3 Sản phẩm LVL-P (Nguồn: internet) Hình 1.4 Sản phẩm LVL-C (Nguồn: internet) Hình 1.5 Mơ hình tốn ảnh hưởng thơng số tối ưu 17 Hình 1.6 Thiết kế thí nghiệm phương pháp RSM .18 Hình 1.7 Quy trình thực nghiệm 20 Hình 1.8 Máy ép nhiệt BYD113 21 Hình 1.9 Máy thử tính chất học MTS Qtest/25 .22 Hình 1.10 Điểm đo kích thước mẫu xác định khối lượng riêng 23 Hình 1.11 Cách lắp mẫu thử đợ bền uốn tĩnh và mô-đun đàn hồi uốn tĩnh 25 Hình 1.12 Cách cắt mẫu thử đợ bền trượt nén dọc .26 Hình 1.13 Cách gá lắp mẫu thử độ bền trượt nén dọc 27 Hình 2.1 Thơng số kỹ thuật keo UF .40 Hình 3.1 Ván mỏng và nan tre luồng “Nguồn: Tác giả (5/2022)” 43 Hình 3.2 Tráng keo lên ván LVL từ gỗ keo lai 43 Hình 3.3 Ép nhiệt 43 Hình 3.4 Cắt mẫu 43 Hình 3.5 Sản phẩm LVL gỗ keo lai được dán phủ nan tre luồng 44 Hình 3.6 Cắt mẫu thử tính chất vật liệu 44 Hình 3.7 Kiểm tra đợ bền uốn tĩnh và mô-đun đàn hồi uốn tĩnh 44 Hình 3.8 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế .46 Hình 3.9 Đồ thị thể giá trị thực lượng keo thời gian ép ảnh hưởng đến khối lượng riêng sản phẩm 47 Hình 3.10 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 50 Hình 3.11 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến mức độ trương nở chiều dày ván 51 Hình 3.12 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 53 Hình 3.13 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến độ bền uốn tĩnh 54 Hình 3.14 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 56 Hình 3.15 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh .57 Hình 3.16 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 59 Hình 3.17 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến độ bền trượt màng keo .60 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Mặc dù ảnh hưởng đại dịch Covid-19 kéo dài ảnh hưởng đến kinh tế thế giới và Việt Nam Ngành công nghiệp chế biến gỗ và lâm sản gặp nhiều khó khăn tiêu thụ sản phẩm so với năm trước đại dịch tăng tưởng đáng kể Theo Tổng cục Hải quan, năm 2022 xuất gỗ và lâm sản ước đạt 16,928 tỷ USD Trong đó xuất gỗ và sản phẩm gỗ ước đạt 15,85 tỷ USD, tăng 7% so vơi năm 2021 Việt Nam đứng thứ hai Châu Á và thứ năm thế giới về xuất gỗ và sản phẩm gỗ Nhu cầu về nguyên liệu sản xuất vật liệu gỗ và sản phẩm gỗ là rất lớn, cần có vật liệu đáp ứng nhu cầu thực tiễn sản xuất Vì vậy, việc chuyển đổi sang sử dụng gỗ mọc nhanh rừng trồng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất cộng với việc sử dụng gỗ kết hợp với các loại nguyên liệu khác tre nứa là một vấn đề được quan tâm chế biến gỗ Các hướng nghiên cứu phục vụ mục đích này là tìm kiếm nguồn nguyên liệu, tìm kiếm loại sản phẩm cũng nâng cao, đổi công nghệ, thiết bị để cho sản phẩm phù hợp với yêu cầu sử dụng Ở Việt Nam, tre loại thực vật có có diện tích trữ lượng đứng thứ hai sau gỗ Với diện tích gần 1,4 triệu ha, nguồn nguyên liệu này đem về tổng giá trị sản xuất trung bình đạt 0,25 tỷ USD/năm Trong đó, rừng tre luồng (Dendrocalamuss membranaceus Munro) rất lớn, với nhiều giá trị sử dụng và giá trị kinh tế Tuy nhiên chưa sử dụng hết lợi thế về tài nguyên tre Việt Nam, một yếu tố đó là kỹ thuật thiết bị chế biến lạc hậu, sản xuất quy mô nhỏ phân tán nên công nghiệp chế biến tre Việt Nam chưa phát triển được, vì đó tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu thấp, giá trị gia tăng sản phẩm thấp Đối với nguyên liệu gỗ rừng trồng nước ta, phát triển rất nhanh về diện tích trồng trữ lượng gỗ Các loại gỗ rừng trồng chủ yếu lồi mọc nhanh, tính thấp đó phạm vi sử dụng nguyên liệu hạn chế (sản xuất ván nhân tạo, giấy và đồ mộc) Hiện nay, gỗ keo lai (Accacia mangium & A.auriculiformis Wild) được trồng và sử dụng rộng rãi, cũng là một nguyên liệu tốt để sản xuất vật liệu composite gỗ Để nâng cao giá trị sử dụng giá trị kinh tế cho nguồn nguyên liệu tre gỗ, rất cần có nghiên cứu tạo vật liệu sở nguồn nguyên liệu này, đồng đáp ứng nhu cầu sử dụng phong phú người tiêu dùng Vật liệu composite tre gỗ một xu hướng cho giải pháp công nghệ Trong đó, vật liệu gỗ dạng LVL (laminated veneer lumber) được dán phủ tre là một loại vật liệu chưa được nghiên cứu nước ta Để tạo vật liệu này, cần có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về sản xuất LVL, sản xuất nan tre, kết cấu sản phẩm, công nghệ sản xuất,… Căn vào điều kiện thực tế thân, u cầu mợt khóa luận tốt nghiệp đại học, điều kiện thực nghiên cứu trường, em tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng lượng keo thời gian ép đến chất lượng trang sức nan tre lên vật liệu LVL (Laminated Veneer Lumber)” rõ quy luật Mặc dù vậy, kết thực nghiệm cho thấy độ bền uốn tĩnh tất chế độ đều nằm khoảng từ 91,28 MPa đến 112,5 MPa, phù hợp với vật liệu gỗ dùng để sản xuất sản phẩm nội thất Do đó, lượng keo tráng thời gian ép khoảng giá trị khảo sát có thể áp dụng được thực tế 3.5 Ảnh hưởng lượng keo nhiệt độ ép đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh ván Kết kiểm tra độ bền uốn tĩnh được thể Phụ biểu 04 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến độ bền uốn tĩnh được thể Bảng 3.8 Giá trị P 0,0048 nhỏ 0,05 thể biến số mơ hình quan trọng giá trị thực nghiệm về ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép nhiệt đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh dùng xây dựng mơ hình quan hệ bậc có ý nghĩa Điều sẽ được thể rõ thơng qua kết phân tích phù hợp mơ hình với kết thực nghiệm thơng qua xử lý số liệu phần mềm ANOVA Bảng 3.9 Bảng 3.8 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh ván Tổng bình Bậc Trung Giá trị Giá trị P phương tự bình bình F Pro > F phương 6.852E+06 1.370E+06 46.83 0.0048 6.607E+06 6.607E+06 225.74 0.0006 7627.23 7627.23 0.2606 0.6449 AB 82429.28 82429.28 2.82 0.1919 A² 73304.98 73304.98 2.50 0.2117 B² 1.545E+05 1.545E+05 5.28 0.1052 87800.58 29266.86 6.940E+06 Mơ hình A-Lượng keo tráng B- Nhiệt độ ép Phần dư Tổng tương quan 55 Có ý nghĩa Bảng 3.9 Kết phân tích phù hợp mô hình với thực nghiệm Thông số Độ lệch chuẩn Giá trị trung bình Hệ số biến thiên % Giá trị Thông số Giá trị 171.08 R² 12305.49 R² hiệu chỉnh 1.39 Đợ xác phù hợp 0.9873 0.9663 18.4015 Giá trị R2 mơ hình 0,9873 lớn 0,9 cho thấy mơ hình có hệ số tương quan giá trị thực tham số với quy luật dự đoán là rất cao Điều này cũng được nhìn thấy thơng qua phương trình tương quan (3.4) và đặc biệt qua đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế Hình 3.14 Phương trình tương quan: Yt = 11959.51+908.76A-30.88B-143.55AB+158.74A²+230.49B² (3.4) Phương trình (3.4) cho thấy hai yếu tố A và B đều có ảnh hưởng đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh Điều này được thể rõ thông qua đồ thị phương trình hàm số tương quan Hình 3.15 Hình 3.14 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 56 Hình 3.15 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh Nhận xét: - Ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép nhiệt đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh được thể rõ ràng chặt chẽ theo quy luật hàm bậc dự đoán - Khi lượng keo tráng tăng lên thì mô đun đàn hồi uốn tĩnh ván cũng tăng lên đáng kể Chứng tỏ lượng keo tráng ảnh hưởng trục tiếp đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh ván - Khi thời gian ép tăng lên thì mô đun đàn hồi uốn tĩnh cũng tăng theo Sự ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép nhiệt đến mô-đun đàn hồi uốn tĩnh có quy luật rõ chặt chẽ so với độ bền uốn tĩnh là mợt số ngun nhân có thể sau: - Mô-đun đàn hồi uốn tĩnh thể khả trở lại trạng thái ban đầu vật liệu sau chịu một lực uốn nhất định với độ võng nào đó Bản thân vật liệu LVL được phủ nan tre luồng sẽ chịu ảnh hưởng mô-đun đàn hồi nan tre rất lớn Khi lượng keo thời gian ép càng tăng, mức độ cứng vững vật liệu tạo thành cũng tăng, nên mô-đun đàn hồi uốn tĩnh cũng tăng theo quy luật nhất định; 57 - Ngược lại, độ bền uốn tĩnh được kiểm tra phá hủy mẫu để xác định tải trọng lớn nhất Khi đó, vị trí yếu nhất sẽ bị phá hủy trước Với kết cấu vật liệu LVL phủ nan tre luồng phần yếu nhất lớp LVL bên trong, liên kết nan tre bề mặt ván LVL Do đó, ảnh hưởng lượng keo tráng thời gian ép đến độ bền uốn tĩnh là không có quy luật rõ ràng Để xác định rõ ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép đến chất lượng dán phủ nan tre luồng lên bề mặt ván LVL từ gỗ keo lai, cần xác định đợ bền dán dính nan tre với bề mặt ván LVL Chính vậy, cần xác định độ bền trượt màng keo sản phẩm sau dán phủ nan tre luồng vị trí tiếp giáp vật liệu nền (LVL) vật liệu dán phủ (nan tre luồng) 3.6 Ảnh hưởng lượng keo nhiệt độ ép đến độ bền trượt màng keo sản phẩm Kết kiểm tra độ bền trượt nén màng keo được thể Phụ biểu 05 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến độ bền trượt màng keo được thể Bảng 3.10 Bảng 3.10 Kết phân tích ANOVA mơ hình bậc ảnh hưởng tham số công nghệ đến độ bền trượt màng keo Trung Tổng Bậc bình bình tự bình phương phương Giá trị F Giá trị P Pro > F Khơng 0.0674 có ý nghĩa 0.2956 0.0591 7.21 0.2729 0.2729 33.27 0.0104 B- Nhiệt độ ép 0.0025 0.0025 0.3018 0.6210 AB 0.0030 0.0030 0.3689 0.5865 A² 0.0016 0.0016 0.1897 0.6926 B² 0.0051 0.0051 0.6220 0.4879 Phần dư 0.0246 0.0082 Tổng tương quan 0.3202 Mơ hình A-Lượng keo tráng 58 Thông qua Bảng 3.10 cho thấy rằng, giá trị P 0,0674 lớn lơn 0,05 thể biến số mơ hình quan trọng giá trị thực nghiệm về ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép nhiệt đến độ bền trượt màng keo dùng xây dựng mơ hình quan hệ bậc là có ý nghĩa không nhiều Tuy nhiên, quy luật ảnh hưởng mơ hình quan hệ cao, điều sẽ được thể rõ thông qua kết phân tích phù hợp mơ hình với kết thực nghiệm thông qua xử lý số liệu phần mềm ANOVA Bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết phân tích phù hợp mơ hình với thực nghiệm Thông số Độ lệch chuẩn Giá trị trung bình Hệ số biến thiên % Giá trị Thông số Giá trị 0.0906 R² 6.87 R² hiệu chỉnh 1.32 Đợ xác phù hợp 0.9232 0.7951 7.0648 Giá trị R2 mơ hình 0,9232 lớn 0,9 cho thấy mơ hình có hệ số tương quan giá trị thực tham số với quy luật dự đoán là cao Điều này cũng được nhìn thấy thơng qua đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế Hình 3.16 và đặc biệt qua phương trình tương quan (3.5) Hình 3.16 Đồ thị so sánh giá trị dự đoán và giá trị thực tế 59 Qua Hình 3.16 cho thấy, các điểm thực nghiệm phần lớn nằm ngoài đường dự đoán không quá xa Do đó, có thể nhận xét mơ hình dự đoán có ý nghĩa không quá lớn đảm bảo được quy luật ảnh hưởng bậc lượng keo trải thời gian ép đến độ bền nén trượt màng keo Phương trình tương quan: Yt = 6.85+0.1847A+0.0176B-0.0275AB-0.0231A²+0.0419B² (3.5) Phương trình cho thấy hai yếu tố A và B đều có ảnh hưởng đến độ bền nén trượt màng keo Đó là quan hệ ràng buộc chặt chẽ Điều này được thể rõ thông qua đồ thị phương trình hàm số tương quan Hình 3.17 Hình 3.17 Đồ thị thể giá trị thực tham số công nghệ ảnh hưởng đến độ bền trượt màng keo Nhận xét: - Khi lượng keo tráng tăng lên thì độ bền trượt nén dọc thớ ván giảm nhẹ sau đó tăng lên đáng kể Chứng tỏ lượng keo tráng ảnh hưởng trục tiếp đến độ bền trượt màng keo ván - Khi thời gian ép tăng lên thì độ bền trượt màng keo cũng tăng theo 60 - Giá trị dán dính thơng qua đợ bền trượt màng keo nan tre luồng ván nền hoàn toàn theo quy luật dự đoán và phù hợp với yêu cầu đợ bền dán dính vật liệu ép lớp dùng cho sản xuất sản phẩm nội thất 3.7 Tối ưu hóa ảnh hưởng tham số cơng nghệ đến chất lượng sản phẩm Để tối ưu hóa có nhiều phương án lựa chọn, nhiên khóa luận sẽ lựa chọn phương án thông dụng nhất đó là: Biến đầu vào lựa chọn giá trị phạm vi nghiên cứu biến đầu lựa chọn giá trị mà chất lượng sản phẩm tốt nhất, phương án này thường áp dụng cho cơng trình nghiên cứu khoa học khơng tính toán đến vấn đề kinh tế Để tối ưu hóa lựa chọn tham số đầu vào và đầu theo Bảng 3.12 có kết theo Bảng 3.13 sau xử lý phần mềm Design Expert 11 Bảng 3.12 Tham số lựa chọn tối ưu hóa tham số công nghệ đến chất lượng ván Tên A: Lượng keo trải, g/m2 B: Thời gian ép, phút/mm Mục tiêu Mức thấp Mức cao Giá trị Giá trị Tầm quan trọng Nhỏ nhất 170 230 1 Nhỏ nhất 1.2 1.8 1 0.69 0.712 1 Nhỏ nhất 3.25 4.85 1 Lớn nhất 91.28 112.5 1 1 1 Khối lượng Trong riêng, g/cm3 phạm vi Trương nở chiều dày, % Độ bền uốn, MPa Mô đun đàn hồi uốn tĩnh, Lớn nhất 10919.6 13735.5 MPa Trượt màng keo, MPa Lớn nhất 6.45 7.12 61 Bảng 3.13 Kết phân tích phần mềm Design Expert 11.0 Mô-đun đàn hồi uốn tĩnh, MPa Trượt màng keo, MPa Khuyên chọn Chọn 4,476 Độ bền uốn tĩnh, MPa 96,521 12389,479 6,907 0,453 Chọn 0,706 4,474 96,491 12378,884 6,905 0,453 1,2 0,706 4,478 96,550 12399,503 6,909 0,453 205,275 1,2 0,706 4,481 96,584 12410,812 6,911 0,453 205,816 1,2 0,706 4,485 96,644 12430,832 6,915 0,453 178,102 1,653 0,698 3,863 99,126 11478,797 6,733 0,399 Số Lượng keo trải, g/m2 Thời gia ép, phút/mm Khối lượng riêng, g/cm3 Trương nở chiều dày, % 204,696 1,2 0,706 204,407 1,2 204,969 Có phương án được đưa lựa chọn cho thấy ảnh hưởng tham số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng ván LVL được dán phủ nan tre luồng, nhiên phương án số là phương án khuyên chọn tối ưu, cụ thể tham số đầu vào sẽ là: lượng keo tráng 204,696 g/m2, thời gian ép 1,2 phút/mm chiều dày sản phẩm, áp suất ép 1,7 MPa, nhiệt độ ép 120 0C, sẽ cho giá trị khối lượng riêng phạm vi cho phép và trương nở chiều dày ngâm nước nhỏ nhất, độ bền uốn tĩnh, mô-đun đàn hồi uốn tĩnh, và độ bền trượt màng keo là cao nhất và lần lượt là 96,521 MPa, 12389,479 MPa và 6,907 MPa 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau trình thực luận văn có kết luận sau: 1- Lượng keo tráng và thời gian ép có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vật liệu LVL sản xuất từ gỗ keo lai và được dán phủ nan tre luồng với chất kết dính UF Mặc dù mức đợ ảnh hưởng đến các tính chất khối lượng riêng, trương nở chiều dày sau ngâm nước 24 giờ, độ bền uốn tĩnh, mô-đun đàn hồi uốn tĩnh, và độ bền trượt nén dọc thớ ván là khác Trong đó ảnh hưởng lượng keo tráng đến các tính chất này sản phẩm lớn và rõ rệt so với thời gian ép 2- Thông qua giải bài toán tối ưu với phương án chọn giá trị biến đầu vào lựa phạm vi nghiên cứu biến đầu lựa chọn giá trị mà chất lượng sản phẩm tốt nhất Đã chọn được giá trị tối ưu là lượng keo tráng lượng keo tráng 204,696 g/m2, thời gian ép 1,2 phút/mm chiều dày sản phẩm để có được sản phẩm LVL dán phủ nan tre luồng thiết kế có khối lượng riêng nằm phạm vi cho phép và trương nở chiều dày ngâm nước nhỏ nhất, độ bền uốn tĩnh, mô-đun đàn hồi uốn tĩnh, và độ bền trượt màng keo là cao nhất và lần lượt là 96,521 MPa, 12389,479 MPa và 6,907 MPa Kiến nghị Trên sở kết nghiên cứu đạt được cùng với thực tế thực nghiệm trải qua, em xin đề xuất một số vấn đề sau: 1- Tăng dung lượng mẫu để kiểm tra ảnh hưởng lượng keo trải thời gian ép đến mức độ trương nở chiều dày và độ bền uốn tĩnh ván; sử dụng mơ hình quan hệ khơng phải bậc để xác định quy luật ảnh hưởng tham số đến mức độ trương nở chiều dày và độ bền uốn tĩnh 2- Nghiên cứu giải pháp để có thể tráng keo lên nan tre xếp phôi trước ép nhiệt phù hợp với điều kiện công nghiệp thực tế; 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Bỉ (2005), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Tài liệu giảng dạy dành cho sinh viên ngành Chế biến Lâm sản, Đại học Lâm nghiệp Trần Văn Chứ, Phan Duy Hưng (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ chất chống cháy, nhiệt độ ép, thời gian ép đến chất lượng ván LVL, Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT, ISSN: 1859-4581, Số 29, 2016, Tr 141-14 Phạm Văn Chương, Nguyễn Trọng Kiên (2013), Ảnh hưởng thơng số cơng nghệ đến tính chất học, vật lý sản phẩm tre ép khối, Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp, số 1-2014, Tr 48-55 Nguyễn Thị Phúc (2008), Nghiên cứu xác định số yếu tố công nghệ để sản xuất sản phẩm từ tre nứa đan gỡ bóc cơng nghệ ép định hình gia nhiệt điện cao tần, Trường Đại học Lâm nghiệp Tiếng Anh UMK Anwar et al (2009), Effect of curing time on physical and mechanical properties of phenolic-treated bamboo strips, industrial crops products 29(1),pp.214-219 Haiying Zhou et al (2019), Evaluation of Uniformity of Bamboo Bundle Veneer and Bamboo Bundle Laminated Veneer Lumber (BLVL), Forests, 10, 921; doi:10.3390/f1010092, www.mdpi.com/journal/forests Sumardi et al (2020), Bamboo Hybrid Laminate Board (Gigantochloa aprus) Strip with Fancata Veneer (Paraserianthes falcataria) in Selected Fiber Directions, BioResources 15(4), 9228-9242 64 PHỤ LỤC Phụ biểu 01 KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA VÁN Ở CÁC CHẾ ĐỘ ÉP KHÁC NHAU Chế độ CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 ST T 3 3 3 3 Chiều dày t, mm 20.11 20.07 20.61 20.48 20.32 20.01 19.85 20.12 20.13 20.17 20.58 20.24 20.05 20.19 19.89 20.22 20.07 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 20.26 Chiều rộng b1, mm 50.57 50.45 50.68 51.11 50.31 49.94 51.45 50.51 50.76 50.57 49.55 50.33 50.81 51.26 50.15 49.83 51.58 49.58 49.73 51.45 50.21 51.41 50.38 51.27 49.45 51.64 50.27 chiều dài b2, mm 50.37 51.08 50.23 51.35 50.01 49.91 50.49 51.00 50.91 49.87 51.07 49.81 49.42 50.64 50.60 50.07 50.57 50.55 50.31 51.23 49.57 51.16 50.57 49.53 50.35 50.75 50.88 65 Khối lượng Khối lượng riêng m, g 35.39 36.46 36.13 38.43 36.75 34.71 35.63 36.58 35.72 35.25 35.26 35.47 35.88 36.89 35.23 35.16 37.00 35.05 37.13 38.89 35.24 38.61 36.78 35.55 35.92 38.18 37.04 ϒ, g/cm 0.691 0.705 0.689 0.715 0.719 0.696 0.691 0.706 0.687 0.693 0.677 0.699 0.713 0.704 0.698 0.697 0.707 0.711 0.72 0.712 0.701 0.71 0.705 0.7 0.708 0.714 0.715 KLRtb ϒtb, g/cm3 0.695 0.710 0.695 0.690 0.705 0.705 0.711 0.705 0.712 Phụ biểu 02 MỨC ĐỘ TRƯƠNG NỞ CHIỀU DÀY CỦA VÁN KHI NGÂM NƯỚC Chế độ ST T CD1 3 3 3 3 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 Chiều dày trước ngâm t1, mm 20.11 20.07 20.61 20.48 20.32 20.01 19.85 20.12 20.13 20.17 20.58 20.24 20.05 20.19 19.89 20.22 20.07 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 20.26 Chiều dày sau ngâm t2, mm 20.88 20.83 21.39 21.40 21.24 20.94 20.66 20.89 20.92 20.97 21.44 21.08 21.00 21.20 20.84 20.87 20.73 20.31 21.37 21.49 20.89 21.52 21.32 20.78 21.20 21.20 21.08 66 Tỷ lệ trương nở T, % 3.84 3.78 3.81 4.47 4.52 4.63 4.05 3.83 3.97 3.96 4.17 4.16 4.77 5.02 4.75 3.19 3.30 3.26 3.64 3.68 3.42 4.06 4.12 3.91 4.06 3.93 4.04 Tỷ lệ trung bình Ttb, % 3.81 4.54 3.95 4.1 4.85 3.25 3.58 4.03 4.01 Phụ biểu 03 ĐỘ BỀN UỐN TĨNH CỦA VÁN Ở CÁC CHẾ ĐỘ KHÁC NHAU Chế độ STT CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 3 3 3 3 Chiều dày Chiều rộng Khoảng cách gối Tải d, mm b, mm l1, mm Fmax, N 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 20.05 20.19 19.89 20.22 20.07 19.67 20.62 20.72 20.20 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 50.65 49.76 49.98 50.35 50.71 51.32 49.47 50.16 50.65 49.76 49.98 50.35 50.71 49.66 50.34 49.69 49.44 50.55 50.37 50.03 50.06 49.44 50.55 50.37 50.03 50.28 49.98 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 3683 4015 3967 3619 3722 3730 3316 3572 3586 3293 3260 3198 3341 3170 3084 3340 3362 3237 3050 3292 3347 3127 3321 3247 3056 3162 3167 67 Độ bền uốn Độ bền uốn trung bình MOR, MPa 112.721 113.886 110.89 105.702 103.021 104.027 100.55 102.935 102.05 98.808 96.032 96.317 96.699 95.12 94.979 94.879 95.019 94.188 93.889 92.878 93.432 93.009 92.223 92.261 91.617 90.893 91.328 MORtb, MPa 112.5 104.25 101.85 97.05 95.6 94.7 93.4 92.5 91.28 Phụ biểu 04 MÔ ĐUN ĐÀN HỒI UỐN TĨNH CỦA VÁN Ở CÁC CHẾ ĐỘ KHÁC NHAU Chế độ CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 STT 3 3 3 3 Chiều dày d, mm 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 20.05 20.19 19.89 20.22 20.07 19.67 20.62 20.72 20.20 19.67 20.62 20.72 20.20 20.68 20.48 20.00 20.38 20.40 Chiều rộng Khoảng cách gối Tải b, mm l1, mm Fmax, N Mô đun uốn MOE, MPa 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 3683 4015 3967 3619 3722 3730 3316 3572 3586 3293 3260 3198 3341 3170 3084 3340 3362 3237 3050 3292 3347 3127 3321 3247 3056 3162 3167 11686.85 11571.77 11597.33 13317.91 13237.83 13241.85 11348.86 11423.94 11231.81 10928.91 11103.83 10725.95 12631.35 12425.87 12612.93 12481.21 12280.54 12394.26 12980.68 13043.75 12901.86 11909.27 12049.88 11919.39 13638.38 13743.72 13824.41 50.65 49.76 49.98 50.35 50.71 51.32 49.47 50.16 50.65 49.76 49.98 50.35 50.71 49.66 50.34 49.69 49.44 50.55 50.37 50.03 50.06 49.44 50.55 50.37 50.03 50.28 49.98 68 Mơ đun uốn trung bình MOEtb, MPa 11618.65 13264.86 11333.87 10919.56 12556.72 12385.34 12975.43 11959.51 13735.5 Phụ biểu 05 ĐỘ BỀN TRƯỢT DỌC THỚ CỦA VÁN Chế STT độ CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 3 3 3 3 Chiều dài Chiều rộng l, mm b, mm 25.07 25.12 25.47 24.46 25.66 24.71 25.60 26.05 25.25 24.92 25.00 24.91 24.86 25.08 24.92 25.56 24.94 25.74 25.25 25.17 25.82 26.01 25.15 25.32 25.07 25.49 25.82 50.37 50.03 50.28 49.77 49.97 51.32 49.44 50.55 50.37 50.03 50.06 49.44 50.55 49.66 50.34 49.69 51.11 49.66 50.34 49.69 51.11 49.83 50.23 50.78 50.06 49.44 50.55 Tải Độ bền trượt dọc Độ bền trung trọng thớ bình Fmax, S, MPa Stb, MPa N 8462 6.701 6.80 8538 6.794 8843 6.905 8536 7.011 7.03 8945 6.976 9006 7.102 8509 6.723 6.71 8869 6.735 8486 6.672 8100 6.497 6.45 8083 6.459 7873 6.393 8660 6.891 6.89 8589 6.896 8635 6.883 8809 6.936 6.94 8886 6.971 8838 6.914 8881 6.987 7.01 8844 7.071 9199 6.971 8868 6.842 6.85 8661 6.856 8810 6.852 8870 7.068 7.12 9094 7.216 9237 7.077 69