a Sơ đồ minh họa 2 tấm vật liệu được cắt theo chiều thớ R và L khác nhau; b Mặt cắt R các tia gỗ vuông góc với mặt phẳng; c Mặt cắt chữ L f hình ảnh loại bỏ lignin g,h so sánh sự thay đổ
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU GỖ TRONG SUỐT
Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Gỗ là vật liệu hữu cơ tái tạo, có thành phần chủ yếu gồm xenluloza (40-50%), hemixenluloza (15-25%), lignin (15-30%) và các hợp chất khác Vật liệu gỗ được khai thác từ các loài cây thân gỗ, với tổng trữ lượng trên Trái Đất ước tính khoảng một nghìn tỷ tấn Mỗi năm, thế giới có thêm khoảng 10 tỷ tấn gỗ nhờ vào tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh của cây Do tính trung hòa carbon và khả năng tái tạo liên tục, gỗ được coi là nguồn tài nguyên tái tạo dồi dào, đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực vật liệu hữu cơ tái tạo và năng lượng tái tạo.
Gỗ trong suốt (gỗ thấu quang) là một vật liệu mới làm chủ yếu từ gỗ với đặc điểm nổi bật là trong suốt và thân thiện với môi trường, gỗ trong suốt nhẹ hơn bê tông và thép, dễ phân huỷ hơn nhựa và chịu lực gấp nhiều lần so với gỗ thông thường Nó có thể trở thành vật liệu xây dựng tiết kiệm năng lượng trong tương lai vì nó có giá trị R (giá trị cách nhiệt) cao hơn và nhẹ hơn rất nhiều so với một lớp kính tiêu chuẩn với độ dày tương đương
Trong những năm gần đây vật liệu gỗ trong suốt đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm và nghiên cứu
Năm 2016, Li và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tạo gỗ trong suốt từ
Nanoporous Cellulosic [23] Nghiên cứu đã tiến hành loại lignin bằng cách ngâm các sợi cellulose với methyl methacrylate (MMA) Kết quả cho thấy, vật liệu gỗ trong suốt tạo ra có khả năng truyền sáng tới 85% và độ mờ của gỗ đạt 71%
Năm 2016, Zhu cùng cộng sự đã nghiên cứu tạo vật liệu composite gỗ trong suốt tăng cường quản lý ánh sáng cho tấm pin mặt trời [2] Nghiên cứu đã tiến hành chiết xuất nhanh lignin và polyme hóa các khoảng trống tạo ra vật việu composite gỗ trong suốt với độ truyền quang đến 90% và độ mờ lên đến 80% với dải bước sóng rộng từ 400nm đến 1100nm (hình 1) Với tính năng độc đáo như vậy, vật liệu có thể ứng dụng cho các thiết bị quang điện tử và đặc biệt là ứng dụng trong việc sản xuất pin năng lượng mặt trời
Hình 1.1 Sơ đồ tạo vật liệu gỗ trong suốt bằng loại lignin và polyme hóa [2]
Năm 2017, nhóm nghiên cứu của Mingwei Zhu đã phát triển vật liệu composite gỗ trong suốt cao [24] (hình 2) Họ loại bỏ lignin bằng phương pháp I (NaOH và Na2SO3) và phương pháp II (H2O2), sau đó lấp đầy khoảng trống bằng nhựa epoxy Kết quả cho thấy vật liệu thu được có độ trong suốt vượt trội lên đến trên 90% và vẫn đảm bảo các tính chất cơ lý tốt.
Hình 1.2 (a) Sơ đồ minh họa 2 tấm vật liệu được cắt theo chiều thớ (R và L) khác nhau; (b) Mặt cắt R các tia gỗ vuông góc với mặt phẳng; (c) Mặt cắt chữ L (f) hình ảnh loại bỏ lignin (g,h) so sánh sự thay đổi màu của gỗ trong quá trình loại lginin theo phương pháp I, II tương ứng
Năm 2019, Li và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng sử dụng H2O2 để loại bỏ lignin và sử dụng nhựa epoxy để tạo thành gỗ trong suốt[3] (hình 3) Nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu trên mẫu gỗ lớn kích thước dài x rộng x dày là 210x190x40 mm, vật liệu gỗ trong suốt tạo ra có hàm lượng lignin thấp 0,84 % (các phương pháp loại lignin đã được công bố trước đây có hàm lượng lignin 1,94%) Sau khi nhựa epoxy xâm nhập vào trong gỗ thì độ bền cơ học đã tăng từ 12,5 đến 20,6 MPa và độ thấu quang (bước sóng là 550nm) cũng tăng từ 80 đến 87% Vật liệu gỗ trong suốt tạo ra có cơ tính tăng lên rõ nét từ 12,5 - 20,6 MPa, độ truyền sáng tăng từ 80 – 87%
Hình 1.3 Sơ đồ tạo vật liệu gỗ trong suốt bằng H2O2 và nhựa epoxy [3]
Năm 2018, nhóm nghiên cứu của Fu và Qiliang đã phát triển thành công một loại ván dán trong suốt sở hữu khả năng chịu lực và phát quang ấn tượng Họ tạo nên ván dán năm lớp bằng cách liên kết các tấm ván mỏng đã được xử lý thành trong suốt Loại ván này không chỉ gia tăng đáng kể cường độ hướng ngang thớ từ 15 MPa lên 45 MPa mà còn có khả năng phân bố ánh sáng đồng đều ở mọi góc chiếu Nhờ việc kết hợp với các chấm lượng tử quang, vật liệu này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong lĩnh vực chiếu sáng.
Hình 1.4 Mô hình minh họa cho quy trình chế tạo ván dán 5 lớp trong suốt kết hợp với chấm lượn tử phát quang [4]
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, yêu cầu về tính năng vật liệu được nâng cao, nhiều nghiên cứu đã bổ sung nano để tăng các tính chất của vật liệu như: nhẹ, chống UV, chậm cháy, chống sinh vật Nhiều vật liệu mới với tính năng đặc biệt đã được tạo ra, như các loại vật liệu nanocomposite, polyme nanocomposite, [5-11] Vật liệu Gỗ được xử lý polyme hoá hoặc biến tính bằng các hợp chất nano không những giữ được các đặc tính của gỗ, như cấu trúc tự nhiên, nhẹ, đàn hồi, cách âm, cách nhiệt, mà còn tạo ra các tính đặc biệt mới như khả năng truyền sáng [12], chống tia UV [13, 14], có từ tính [15], siêu kỵ nước [16], chậm cháy [17] và chống sinh vật
[18] Tuy nhiên, mỗi công nghệ xử lý chỉ tạo ra được một tính năng nổi bật, trong khi các tính năng khác không được tạo ra, thậm chí còn làm mất tính năng tự nhiên của gỗ
Năm 2017, Gan và cộng sự đã nghiên cứu vật liệu tổng hợp gỗ phát quang trong suốt được chế tạp bằng cách kết hợp giữa PMMA và hạt nano phát quang γ-Fe2O3@YVO4: Eu 3+ để tạo thành một loại hỗn hợp gỗ phát quang và trong suốt mới[19] (Hình 5) Kết quả cho thấy, vật liệu gỗ trong suốt tạo ra có tính cách nhiệt, ổn định kích thước và tính chất cơ học được nâng cao rõ nét Đặc biệt, vật liệu tạo ra có độ truyền quang cao trong dải bước sóng rộng từ 350 đến 800 nm, khả năng đáp ứng từ tính và phát quang màu dưới sự kích thích của tia cực tím ở bước sóng 254 nm Đặc tính này sẽ ứng dụng trong sản xuất các loại tem chống hàng giả
Hình 1.5 Sơ đồ tạo vật liệu phát quang trong suốt[19]
Yu Ziya và cộng sự năm 2017 đã nghiên cứu thành công tấm chắn nhiệt polymer composite gỗ trong suốt bằng xử lý với các hạt nano CsxWO3 được phân tán trong prepolymerized methyl methacrylate (PMMA) [20] (hình 6)
Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp gỗ trong suốt với nano CsxWO3
Kết quả cho thấy vật liệu composite gỗ có khả năng chắn tia hồng ngoại gần (NIR, trong dải từ 780 đến 2500nm) Vật liệu tạo ra có độ truyền sáng 86% và độ trong suốt trên 90% Tính chất cơ học được nâng cao đáng kể với độ bền uốn 59,8 MPa và mô đun lên tới 2,72 GPa Đặc biệt nghiên cứu cũng đã mô phỏng khả năng cách nhiệt của vật liệu cho thấy vật liệu tạo ra có khả năng cách nhiệt tốt Mô hình thử nghiệm chiếu sáng mô phỏng mặt trời với vật liệu làm cửa lấy sáng trong suốt (1) gỗ trong suốt với nano CsxWO3
(2) vật liệu kính thông thường trong thời gian 3 phút, 10 phút cho thấy hiệu quả của vật liệu mới tạo ra (hình 7) Trong thời gian chiếu sáng 3 phút môi trường dùng vật liệu gỗ trong suốt/nano CsxWO3 thu được nhiệt độ 23,9 o C, trong môi trường sử dụng vật liệu kính có nhiệt độ 31,2 o C; với thời gian chiếu sáng 10 phút môi trường dùng vật liệu gỗ trong suốt/nano CsxWO3 thu được nhiệt độ 26,8 o C trong môi trường sử dụng vật liệu kính có nhiệt độ 41,5 o C
Mô hình Kết quả cho thấy vật liệu tạo ra sẽ là một loại vật liệu tương lai trong việc thay thế kính trong các công trình sử dụng cửa sổ, cửa kính
Hình 1.7 Mô hình thử nghiệm vật liệu gỗ trong suốt với nano CsxWO3
Nhiệt độ của mô hình sau (a) 0 phút (b) 3 phút (c) 10 phút
Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, nghiên cứu thay đổi nâng cao tính chất của gỗ đặc biệt là nghiên cứu tạo gỗ trong suốt đã được quan tâm và bước đầu nghiên cứu
Năm 2017, nghiên cứu về "Công nghệ chế tạo vật liệu compozit thấu quang từ gỗ Bồ đề" được thực hiện bởi nhóm sinh viên Viện Công nghiệp Gỗ và Nội thất gồm Nguyễn Văn Cường, Đôn Văn Thành, Trần Văn Công, Hoàng Văn Chung, Hoàng Đình Duy dưới sự hướng dẫn của PGS TS Vũ Mạnh Tường.
Nghiên cứu đã bước đầu đã tạo ra được vật liệu compozit thấu quang, tuy nhiên tính chất cơ lý của gỗ thấu quang và độ thấu quang vẫn còn hạn chế, mẫu thí nghiệm được tạo ra chỉ dừng lại ở mẫu nhỏ (2 x 20 x 20 mm)
Năm 2021, Tác giả Nguyễn Thị Trịnh và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý tẩy trắng đến sai màu và tỷ lệ lignin của gỗ mỡ và gỗ bồ đề làm vật liệu tạo cốt compozit gỗ nhựa thấu quang [22] Nghiên cứu đã tiến hành xác định sự thay đổi màu sắc và tỷ lệ lignin của gỗ Mỡ và gỗ Bồ đề sau quá trình tẩy trắng bằng dung dịch H2O2 và NaOH làm vật liệu tạo cốt compozit gỗ nhựa thấu quang Kết quả nghiên cứu cho thấy: Sự chênh lệch màu (ΔE) của gỗ Mỡ (20,68) và gỗ Bồ đề (28,18) trước và sau khi xử lý tẩy trắng là rất lớn Màu sắc của hai loại gỗ sau quá trình tẩy trắng sáng lên/nhạt hơn nhiều (ΔL của gỗ Mỡ: +5,53 và gỗ Bồ đề: +5,39) Hơn nữa, gỗ Mỡ và gỗ Bồ đề đều có xu hướng xanh (lục) hơn (-Δa) và vàng hơn (+Δb) sau quá trình xử lý tẩy trắng Tỷ lệ lignin của gỗ Mỡ giảm 60% và gỗ Bồ đề giảm 80% sau khi tẩy trắng Dựa vào kết quả nghiên cứu cho thấy gỗ Bồ đề thích hợp làm vật liệu tạo cốt compozit gỗ nhựa thấu quang
Vật liệu gỗ thấu quang đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ rất sớm Tuy nhiên các nghiên cứu trước đây tạo ra vật liệu gỗ trong suốt bằng cách sử dụng phương pháp dùng hóa chất loại bỏ 2 thành chính trong gỗ là lignin (bằng phương pháp hóa học) và một phần hemicellulose sau đó gia cường bằng các nhựa epoxy hoặc nhựa PMMA Do sử dụng phương pháp hóa học nên phần hóa chất sau xử lý ảnh hưởng đến môi trường, đồng thời loại bỏ lignin sẽ làm mất cấu trúc gỗ, ảnh hưởng đến tính chất cơ học của sản phẩm Luận văn tiến hành nghiên cứu sử dụng tia tử ngoại UV tác động vào thành phần gốc màu của lignin để loại bỏ màu do vậy vẫn giữ được lignin là thành phần giúp cố định cấu trúc gỗ, ngoài ra việc sử dụng tia UV sẽ giảm thải rất nhiều hóa chất ra môi trường Do vậy, hướng nghiên cứu này rất khả thi và tiềm năng tại Việt Nam
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Các phương pháp chế tạo gỗ trong suốt
Gỗ trong suốt là một loại vật liệu được sản xuất thông qua quá trình xử lý gỗ đặc biệt, trong đó gỗ được nén và xử lý để loại bỏ hoặc thay đổi lignin, một thành phần tự nhiên trong gỗ có ảnh hưởng đến màu sắc của gỗ Trong quá trình xử lý này, lignin thường được thay thế bằng các polyme để tạo ra gỗ có độ trong suốt Gỗ trong suốt giữ được đặc tính cơ học của gỗ thường nhưng có khả năng truyền sáng cao, làm cho nó trở nên hữu ích trong nhiều ứng dụng:
- Xây dựng nhà thông minh với chức năng quang tử
- Che chắn, bảo vệ, lấy sáng cho các tòa nhà/cửa sổ
- Cửa sổ thông minh tiết kiệm năng lượng
- Cửa sổ chịu lực không bị nứt hoặc vỡ
- Sản xuất pin mặt trời
- Che chắn nhiễu điện từ (EMI)
Hiện nay, có 2 phương pháp chính chế tạo gỗ trong suốt: (1) Phương pháp truyền thống loại lignin là thành phần tạo màu sắc cho gỗ, (2) Phương pháp giữ lại lignin và thay đổi thành phần màu sắc trong lignin
2.1.1 Phương pháp chế tạo gỗ trong suốt truyền thống bằng cách loại hoàn toàn lignin
Phương pháp chế tạo gỗ trong suốt truyền thống bằng cách loại bỏ lignin và thay vào cấu trúc gỗ bằng các polyme Các bước xử lý như sau:
Lignin là chất chịu trách nhiệm cho màu sắc tự nhiên của gỗ Trong quy trình này, gỗ được ngâm trong dung dịch hóa học (thường là NaOH và H2O2, hoặc các chất tẩy trắng khác) để loại bỏ lignin
Sau khi loại bỏ lignin, gỗ trở nên gần như trong suốt nhưng cấu trúc của gỗ bị thay đổi, dẫn đến gỗ rất mềm Cấu trúc này sau đó được điền đầy bằng một polymer chống thấm nước (như epoxy hoặc acrylic) để tăng cường độ trong suốt và cải thiện tính chất cơ học của vật liệu
Gỗ được sấy khô cẩn thận để ngăn chặn sự co rút Quá trình hoàn thiện như cắt, mài và đánh bóng giúp đạt được độ mịn và trong suốt như mong muốn Ưu điểm khi áp dụng phương pháp này bao gồm:
- Gỗ trong suốt có độ bền và sức mạnh tương đương gỗ thường nhưng nhẹ hơn
- Có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường
- Không vỡ khi va chạm và mạnh hơn thủy tinh
- Phân phối ánh sáng tốt và loại bỏ ánh sáng chói
- Giúp duy trì nhiệt độ phù hợp trong nhà và hiệu quả năng lượng cao hơn do độ dẫn nhiệt thấp
Quá trình sản xuất có thể tạo ra nhiều chất thải lỏng, ảnh hưởng đến môi trường
Thực hiện với gỗ có kích thước nhỏ
Các bước thực hiện cơ bản: Đặt khối gỗ trong dung dịch natri hydroxit trong hai giờ để lọc ra lignin
Ngâm gỗ bằng epoxy để làm chắc gỗ và tạo độ trong suốt
2.1.2 Phương pháp chế tạo gỗ trong suốt bằng xử lý tia UV
Phương pháp xử lý gỗ trong suốt bằng tia UV hiện đại ứng dụng bức xạ tia cực tím để tác động lên thành phần lignin tạo màu trong gỗ, làm thay đổi tính chất của gỗ và giúp gỗ có khả năng thấu quang.
Nguyên lý hoạt động: Khi gỗ được xử lý bằng tia UV, các liên kết hóa học trong cấu trúc gỗ sẽ thay đổi Quá trình này thường kết hợp với việc áp dụng các hóa chất để tăng cường tính trong suốt của gỗ
Các bước thực hiện cơ bản
- Chuẩn bị gỗ: Chọn lựa và chuẩn bị loại gỗ phù hợp
- Xử lý hóa học: Sử dụng hóa chất để loại bỏ một phần lignin và hemicellulose
- Xử lý bằng tia UV: Cho gỗ tiếp xúc với tia UV để kích thích các phản ứng hóa học, oxy hóa các gốc màu của lignin làm tăng độ trong suốt của gỗ
- Xử lý polymer hóa: Sử dụng nhựa epoxy, MMA, acrylic,… để cố định cấu trúc của gỗ
- Hoàn thiện bề mặt: dọc cạnh, mài mịn để cải thiện chất lượng và tính thẩm mỹ của sản phẩm gỗ trong suốt cuối cùng.
Tia UV và tác động của tia UV làm biến đổi màu sắc
Tia UV (tia cực tím) là một dạng của tia điện từ, thuộc loại tia năng lượng cao, có bước sóng ngắn hơn so với ánh sáng nhìn thấy được bởi mắt người Tia UV có thể chia thành ba loại chính dựa trên bước sóng:
UV-A (bước sóng từ 320 đến 400 nanometer): Đây là loại tia UV có bước sóng dài nhất và ít năng lượng nhất trong ba loại Tia UV-A chiếm khoảng 95% lượng tia UV đến Trái Đất và có thể xuyên qua kính và thủy tinh Tia UV-A đôi khi được sử dụng trong việc làm khô sơn, polymer
UV-B (bước sóng từ 280 đến 320 nanometer): Tia UV-B chủ yếu bị loại bỏ bởi tầng ozon trong không khí trước khi đạt đến bề mặt Trái Đất Tia UV-B có năng lượng cao hơn UV-A và có ảnh hưởng mạnh đến màu sắc bề mặt của các vật liệu bị tiếp xúc
UV-C (bước sóng từ 100 đến 280 nanometer): Tia UV-C có năng lượng cao nhất và hầu hết không thể xâm nhập được qua tầng ozon Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng tiêu diệt vi khuẩn và ký sinh trùng, chẳng hạn như trong hệ thống làm sạch nước và không khí
Cơ chế tác động của tia UV đến vật liệu gỗ: Tia UV kích thích các phản ứng oxi hóa trong các thành phần hữu cơ của gỗ, như lignin và hemicellulose Điều này không chỉ làm thay đổi màu sắc mà còn ảnh hưởng đến độ bền của gỗ.
MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của thời gian chiếu và bước sóng của tia UV đến chất lượng gỗ biến tính bằng tia UV
- Xây dựng được 01 quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ biến tính (thấu quang) bằng tia UV.
Nội dung nghiên cứu
Nhằm đạt được các mục tiêu đề ra, nghiên cứu thực hiện các nội dung chính sau:
Nội dung 1 Xác định ảnh hưởng của thời gian chiếu và bước sóng của tia
- Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) đến mức độ thấu quang của gỗ
- Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (Dùng tia UV từ ánh sáng mặt trời) đến mức độ thấu quang của gỗ
- Ảnh hưởng của bước sóng tia UV (nhân tạo) đến mức độ thấu quang của gỗ
Nội dung 2 Xây dựng được 01 quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ biến tính (thấu quang) bằng tia UV
- Xây dựng quy trình sơ bộ về công nghệ tạo chế tạo vật liệu gỗ biến tính
(thấu quang) bằng tia UV.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Vật liệu gỗ thấu quang Bồ đề
- Phạm vi về nội dung: Do thời gian nghiên cứu có hạn Luận văn tập trung chủ yếu nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu và bước sóng của tia
UV đến mức độ thấu quang của gỗ Sau đó xây dựng quy trình sơ bộ về công nghệ tạo chế tạo vật liệu gỗ biến tính (thấu quang) bằng tia UV
- Phạm vi về không gian: Nghiên cứu được thực hiện chủ yếu tại Trường Đại học Lâm nghiệp.
Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Là loại gỗ rừng trồng được khai thác ở Hòa Bình, độ tuổi khai thác 6-7 tuổi Sau đó gỗ được bóc thành ván mỏng có chiều dày 1,0 mm Ván được phơi về độ ẩm trung bình 15%, gia công thành kích thước mẫu 100x50x1,0 mm
Gỗ Bồ đề a) Đặc điểm gỗ Bồ đề:
- Gỗ Bồ đề có tên khoa học là Styrax tonkinensis (Pierre) Craib ex Hardw Gỗ Bồ đề thuộc nhóm VIII
- Cây gỗ cao trung bình từ 20 - 25m, đường kính có thể đạt tới 40cm, thân thẳng, vỏ có màu xám trắng, thường có vết rạn dọc
Đặc điểm cấu tạo thô đại của gỗ Bồ đề: Gỗ giác và gỗ lõi không phân biệt, sở hữu màu trắng hồng Các thớ gỗ thẳng và mịn, vòng năm thường không rõ ràng Gỗ sớm và gỗ muộn cũng rất ít và không thể phân biệt Tia gỗ có kích thước nhỏ và khó nhìn thấy bằng mắt thường.
Gỗ có vân thớ thẳng, khá mềm và nhẹ, ít bị nứt và cong vênh, thuận lợi cho quá trình tạo ván mỏng
+ Đặc điểm cấu tạo hiển vi: gỗ có lỗ mạch xếp phân tán, mật độ trung bình 24 lỗ/m 2 , tụ hợp đơn kép, đường kính lỗ mạch trung bình khoảng 84μm, lỗ xuyên mạch xếp bậc thang, lỗ thông ngang nhỏ có đường kính trung bình khoảng 6μm Sợi gỗ giống quản bào, chiều dài từ 1235- 1475μm, vách mỏng
Tế bào mô mềm xếp thành dải màu, xen kẽ với tia gỗ, tạo thành lưới Tia gỗ có mật độ dày đặc, với khoảng 6 - 8 tia/mm, rộng 3 - 4 hàng tế bào và cao trung bình 1112μm.
Gỗ không có cấu tạo lớp, không có ống dẫn nhựa b) Tính chất:
- Gỗ Bồ đề là loại gỗ lá rộng có khối lượng thể tích nhỏ, khối lượng thể tích gỗ khô kiệt là 0,37g/cm3
- Khối lượng thể tích gỗ khô (ở độ ẩm 12% gỗ) là 0,41g/cm3 Tỷ lệ co rút thể tích 9,0 Hệ số co rút thể tích là 0,29
- Sodium hydroxide (NaOH) - AR (dạng hạt mịn)
- Xuất xứ: Sơn Đầu- Trung quốc
- Oxy già Hydrogen peroxide H2O2 30% tinh khiết 500ml
- Ethanol absolute >99 % (GHTECH, AR, Cas 64-17- 5)
- Trọng lượng tịnh 500g - Đóng gói chai nhựa PE chất lượng cao phù hợp tiêu chuẩn đóng gói hóa chất là một trong những nhà sản xuất và cung cấp hóa chất lớn nhất của Trung Quốc trên thế giới
- Assay >99 % - Hãng GHTECH (JHD) Trung Quốc
Là loại keo 2 thành phần A:B được trộn theo tỉ lệ 1:1 mua tại công ty TNHH hoá chất Long Vũ
Hình 3.1 Hóa chất sử dụng
3.4.2 Thiết bị nghiên cứu (a) Thiết bị hút chân không
Buồng hút chân không Thông số máy bơm hút chân không
Mã sản phẩm HBS-T-20L Model RS-2
Xuất xứ Trung Quốc Xuất xứ Trung Quốc
Thể tích 20 Lít Lưu lượng 4.5 CFM Độ dày nắp 2 cm Áp suất chân không 0.05Mbar (5Pa) Đường kính nắp nồi 32.5 cm Công suất 1/3 HP Đường kính nồi 28 cm Tốc độ bơm 1440
Chiều cao 30 cm Kích thước 290x120x230 mm
Buồng thử UV Đèn UV với 2 dải bước sóng
(c) Giá để mẫu thử UV ngoài trời - Giá đỡ làm bằng kim loại, phần giá làm bằng ván dán có bọc lớp giấy bạc và có các thanh gỗ để đỡ mẫu
(1) Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 1:
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Kế thừa kết quả các công trình nghiên cứu về chế tạo gỗ thấu quang để làm cơ sở khoa học cho việc lựa chọn các yếu tố công nghệ chính ảnh hưởng đến chất lượng gỗ thấu quang
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
(a) Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) đến mức độ thấu quang của gỗ, với 3 cấp thời gian 30, 60, 90 phút
Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố 3 lần lặp trên một chế độ, mỗi lần lặp là 3 mẫu, tổng là 9 mẫu/ chế độ Các thông số cố định: (1) Mẫu ván gỗ Bồ đề; (2) Hóa chất NaOH, H2O2,ethanol; (3) tia UV bước sóng 365-370 nm; (4) nhựa epoxy theo tỉ lệ 1:1;
Thời gian chiếu tia UV thay đổi theo 3 cấp thời gian: 30, 60, 90 phút
Cách tiến hành thí nghiệm:
(1) Mẫu ván gỗ bồ đề được làm sạch bề mặt, cắt với kích thước 100x50x1,0 mm
(2) Quét dung dịch NaOH (10%) lên mặt trên và mặt dưới của mẫu thử, để khô trong vòng 15 phút Sau đó quét liên tục 3 lớp H2O2 lên bề mặt của mẫu thử (Chú ý mỗi lần cách nhau 15 phút để cho lớp trước ngấm vào trong ván gỗ)
(3) Đưa vào buồng chiếu tia UV (thiết lập để đèn cách mẫu thí nghiệm 15cm) sau đó đóng buồng chiếu và bật công tắc đèn Thời gian chiếu được thay đổi theo 3 cấp (3 cấp thí nghiệm 30, 60, 90 phút) Sau khi hoàn thành thì tắt đèn đưa mẫu ra và chuyển sang bước tiếp theo
(4) Loại bỏ hóa chất còn thừa trong mẫu gỗ bằng cách cho mẫu vào ethanol sau đó đưa lên thiết bị gia nhiệt, duy trì 70 o C trong vòng 120 phút để loại bỏ hóa chất H2O2
Mẫu ván gỗ bồ đề
Quét NaOH và H 2 O 2 lên bề mặt mẫu gỗ
Chiếu tia UV trong thời gian
Loại bỏ hóa chất thừa bằng ethanol
Ngâm tẩm Epoxy bằng PP hút chân không (60 phút) Sấy trong vòng
120 phút ở nhiệt độ 70 o C Cắt cạnh, làm sạch mẫu sau sấy Thử các tính chất tương quan
(5) Đưa mẫu vào ngâm tẩm Epoxy bằng phương pháp hút chân không trong thời gian 60 phút để nhựa xâm nhập vào phần không gian trống trong cấu trúc gỗ
(6) Đưa mẫu gỗ đã tầm epoxy vào trong tủ sấy (gói mẫu vào giấy bạc) sau đó thiết lập nhiệt độ sấy 70 o C, thời gian sấy 120 phút để keo đóng rắn
(7) Mẫu được đưa ra từ tủ sấy, tiến hành cắt bỏ phần nhựa thừa ở cạnh gỗ và dùng giấy nhám 300 làm sạch các cạnh của mẫu gỗ
(8) Thử các tính chất độ bền uốn, độ mờ, độ truyền sáng của vật liệu
STT Chỉ tiêu kiểm tra Phương thức kiểm tra
UV-VIS (Xem tiêu chuẩn ASTM D1003)
3 Độ mờ (Haze) UV-VIS
(b) Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (Dùng tia UV từ ánh sáng mặt trời) đến mức độ thấu quang của gỗ, với 3 cấp thời gian 30,
Các bước thí nghiệm Đèn UV
Tấm kính cố định mẫu gỗ
Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố 3 lần lặp, với các thông số cố định:
(1) Mẫu ván gỗ Bồ đề; (2) Hóa chất NaOH, H2O2, ethanol; (3) Ánh sáng mặt trời lúc 12h-14h; (4) nhựa epoxy;
Thời gian mẫu đặt dưới ánh sáng mặt trời thay đổi theo 3 cấp thời gian:
30, 60, 90 phút Cách tiến hành thí nghiệm:
(1) Mẫu ván gỗ bồ đề được làm sạch bề mặt, cắt với kích thước 100x50x1,0 mm
(2) Quét dung dịch NaOH (10%) lên mặt trên và mặt dưới của mẫu thử, để khô trong vòng 15 phút Sau đó quét liên tục 3 lớp H2O2 lên bề mặt của mẫu thử (Chú ý mỗi lần cách nhau 15 phút để cho lớp trước ngấm vào trong ván gỗ)
(3) Đặt mẫu đã loại hóa chất vào giá sắt dưới ánh mặt trời (Đặt dưới ánh sáng mặt trời thời điểm 12h00 đến 14h00, đây là thời điểm tia UV mặt trời ở mức cao khoảng 370 - 395 nm) thời gian thí nghiệm ở 3 cấp thời gian 30, 60, 90 phút Sau khi xử lý xong mẫu được chuyển đến bước tiếp theo
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Xác định ảnh hưởng của thời gian chiếu và bước sóng của tia UV
4.1.1 Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) đến mức độ thấu quang của gỗ
Hình 4.1 Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) đến độ truyền sáng và độ mờ của gỗ thấu quang
Với tính chất độ truyền sáng vật liệu: Độ truyền sáng của một vật liệu là khả năng của nó để cho phép ánh sáng đi qua Nó được đo bằng tỷ lệ giữa lượng ánh sáng được truyền qua vật liệu so với lượng ánh sáng đầu vào Nếu một vật liệu có độ truyền sáng là 100%, nghĩa là nó cho phép tất cả ánh sáng đi qua mà không hấp thụ hoặc phản xạ Ngược lại, nếu độ truyền sáng là 0%, nghĩa là vật liệu không cho phép ánh sáng đi qua
Từ biểu đồ hình 4.1 cho thấy mẫu gỗ Bồ đề chưa xử lý có độ truyền sáng thấp do các chất chiết xuất, lignin và sắc tố gỗ hấp thụ ánh sáng Khi xử lý gỗ bằng NaOH, H2O2 hoặc tia UV, các thành phần tạo sắc tố như lignin và chất chiết xuất bị loại bỏ Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể độ truyền sáng của mẫu gỗ được chiếu tia UV nhân tạo 30 phút, 60 phút và 90 phút, lần lượt là 80,0%, 87,9% và 85,2% Tia UV tác động trực tiếp đến các chất màu, gây phân hủy hoặc thay đổi cấu trúc khiến mất màu, đồng thời tạo ra các gốc tự do gây oxi hóa làm mất màu các chất màu tự nhiên trong gỗ.
So sánh các thời gian xử lý tia UV có thể thấy với thời gian xử lý bằng tia UV từ 30 phút lên 60 phút độ truyền sáng của của gỗ trong suốt được cải thiện rất nhiều từ 80,0% lên 87,9%, khi tăng thời gian chiếu tia UV lên 90 phút, hiệu quả truyền sáng không tăng lên nhiều so với thời gian chiếu tia UV 60 phút với giá trị 85,2% Điều này có thể được giải thích do, với thời gian chiếu tia UV 30 phút, là thời gian chưa đủ để các thành phần sắc tố gỗ bị oxy hóa và mất màu, với thời gian chiếu 60 phút các thành phần sắc tố gỗ cơ bản đã bị oxy hóa và làm mất màu gỗ
Tuy nhiên, khi tăng thời gian chiếu lên 90 phút độ truyền sáng của gỗ cơ bản gần như không thay đổi so với độ truyền sáng với thời gian chiếu 60 phút Điều này được giải thích với gỗ có chiếu dày 1,0mm thời gian chiếu 60 phút cơ bản thành phần sắc tố gỗ bị phân hủy hoặc thay đổi cấu trúc dẫn đến mất màu, do vậy khi tăng thời gian chiếu lên thì độ truyền sáng vẫn không cải thiện nhiều
Với tính chất độ mờ của vật liệu: Độ mờ của vật liệu thấu quang là một đặc tính đo lường khả năng của vật liệu làm mờ hoặc làm mất rõ hình ảnh khi ánh sáng đi qua Nếu một vật liệu có độ mờ haze cao, điều này có nghĩa là nó có khả năng giữ lại một lượng lớn ánh sáng và có thể làm mất rõ hình ảnh xem qua nó Ngược lại, nếu vật liệu có độ mờ haze thấp, nó sẽ truyền tải ánh sáng một cách tốt và giữ cho hình ảnh xem qua nó rõ ràng
Qua biểu đồ hình 4.1 có thể thấy khi gỗ Bồ đề chưa được xử lý, độ mờ của gỗ có giá trị 98,2% điều này cho thấy ánh sáng cơ bản bị giữ lại bởi các thành phần trong gỗ do vậy tính thấu quang của vật liệu rất thấp Đối với mẫu được chiếu tia UV nhân tạo 30 phút, 60 phút, 90 phút cho thấy độ mờ giảm đi rõ rệt tương ứng 75,3%, 69,2%, 68,7 % Độ mờ của vật liệu giảm do các nguyên nhân: (1) tia UV tác động trực tiếp đến thành phần sắc tố gỗ, làm cho các thành phần này bị phân hủy hoặc thay đổi cấu trúc dấn đến mất màu; (2) Tia UV cũng có thể tạo ra các loại gốc tự do trong gỗ Các gốc tự do này có thể gây ra quá trình oxi hóa, làm mất màu cho các chất màu tự nhiên trong gỗ
So sánh thời gian xử lý bằng tia UV cho thấy, khi tăng thời gian xử lý từ 30 phút lên 60 phút, độ mờ của gỗ trong suốt giảm đáng kể.
Khi thời gian chiếu tia UV tăng từ 30 phút lên 60 phút, độ mờ của gỗ giảm từ 75,3% xuống 69,2% Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng thời gian chiếu lên 90 phút, độ mờ không thay đổi so với mức 60 phút Lý do là vì trong 30 phút đầu tiên, thời gian chiếu chưa đủ dài để sắc tố gỗ bị phá hủy Trong 30 phút tiếp theo, phần lớn sắc tố gỗ đã bị oxy hóa và mất màu Tuy nhiên, ở thời gian 90 phút, độ mờ không cải thiện thêm vì các thành phần sắc tố gỗ trong mẫu thử đã bị phân hủy hoàn toàn do thời gian chiếu 60 phút trước đó.
Với tính chất độ bền uốn của vật liệu:
Hình 4.2 Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) đến độ bền uốn của gỗ thấu quang Độ bền uốn của vật liệu gỗ trong suốt là một đặc tính cơ học quan trọng, đo lường khả năng của vật liệu chống lại biến dạng khi chịu tác động uốn hoặc cong, độ bền uốn thường phản ánh khả năng của gỗ chịu tải trọng uốn mà không gặp phải sự hỏng hóc quá mức Độ bền uốn được đo bằng cách áp dụng lực uốn lên mẫu gỗ và đo lường mức độ biến dạng hoặc chuyển động của mẫu trong quá trình đó, việc đánh giá độ bền uốn của gỗ là quan trọng để đảm bảo tính ổn định và an toàn của sản phẩm
Qua biểu đồ hình 4.2 có thể thấy mẫu đối chứng là gỗ chưa xử lý có độ bền uốn cao hơn so với các mẫu gỗ trong suốt có giá trị 68,6MPa, điều này được giải thích do sau quá trình xử lý, một phần lignin và hemicellulose bị phân hủy, khiến độ bền uốn của mẫu gỗ trong suốt bị giảm nhẹ Sau khi xử lý bằng hóa chất, gỗ được chiếu tia UV theo các chế độ 30 phút, 60 phút, 90 phút độ bền uốn của mẫu gỗ sau xử lý tương ứng là 59,7 MPa, 59,6 MPa, 59,2
MPa, kết quả cho thấy thời gian chiếu tia UV không ảnh hưởng đáng kể đến độ bền uốn của gỗ trong suốt
Tiểu kết: Từ kết quả phân tích ở trên cho thấy, thời gian chiếu tia UV gần như không ảnh hưởng đến độ bền uốn của vật liệu Thời gian chiếu tia UV nhân tạo ảnh hưởng đến độ truyền sáng, độ mờ của vật liệu gỗ trong suốt
Mẫu gỗ được chiếu UV trong thời gian 60 phút, 90 phút sẽ có tính chất độ truyền sáng, độ mờ tốt Do chênh lệch độ truyền sáng và độ mờ giữa 2 chế độ này không rõ rệt do vậy để đảm bảo tính kinh tế thời gian chiếu UV 60 phút là chế độ chiếu hợp lý được lựa chọn
4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (Dùng tia UV từ ánh sáng mặt trời) đến mức độ thấu quang của gỗ
Hình 4.3 Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia UV (tự nhiên) đến độ truyền sáng và độ mờ của gỗ thấu quang
Với tính chất độ truyền sáng vật liệu:
Từ biểu đồ hình 4.3 cho thấy, với mẫu đối chứng là gỗ Bồ đề chưa được xử lý, với chiều dày ván là 1,0mm độ truyền sáng rất nhỏ là 3,1%, cho thấy gỗ Bồ đề chưa xử lý có độ truyền sáng rất thấp, vì trong gỗ có các chất chiết xuất, lignin và thành phần sắc tố gỗ, do vậy nó thường hấp thụ một phần lớn ánh sáng thay vì truyền nó qua
Gỗ dưới tác động của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng NaOH, H2O2 và phương pháp chiếu tia UV, thành phần tạo sắc tố gỗ là lignin, chất chiết xuất và một phần hemicelulose được loại bỏ Do vậy, đối với mẫu được chiếu tia UV tự nhiên từ ánh sáng mặt trời 30 phút, 60 phút, 90 phút cho thấy độ truyền sáng tăng lên rõ rệt tương ứng 80%, 87,9%, 88%
Đồ thị so sánh thời gian xử lý tia UV cho thấy khi tăng thời gian chiếu từ 30 phút lên 60 phút, độ truyền sáng của gỗ trong suốt tăng từ 80% lên 87,9%, tiếp tục tăng đến 88,0% sau 90 phút chiếu tia UV Điều này là do thành phần sắc tố trong gỗ dày 1,0mm chưa bị loại bỏ hoàn toàn sau 30 phút hoặc 60 phút, nhưng sau 90 phút, thành phần này vẫn tiếp tục giảm Tuy nhiên, sự thay đổi này không đáng kể (0,1%) Vì vậy, mặc dù tăng thời gian chiếu UV có thể cải thiện độ truyền sáng một chút, nhưng nếu quá dài sẽ dẫn đến tình trạng cong vênh, nứt mẫu, ảnh hưởng đến các công đoạn xử lý tiếp theo.
Với tính chất độ mờ của vật liệu:
Xây dựng quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ biến tính (thấu quang) bằng tia UV
(thấu quang) bằng tia UV
Căn cứ vào các thí nghiệm thăm dò, thí nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ thấu quang của gỗ: tia UV nhân tạo, tia UV tự nhiên, bước sóng của tia UV Nghiên cứu tiến hành xây dựng quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ thấu quang bằng tia UV (hình 4.7)
Bước 1: Chuẩn nguyên liệu vật liệu, thiết bị
- Ván gỗ Bồ đề được sấy về độ ẩm 10-12%, được gia công với kích thước 200x100x1,0 mm
- Hóa chất H2O2 30%, Sodium hydroxide (NaOH) 10%, cồn 99% tất cả hóa chất được mua ở các công ty hóa chất uy tín, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng
- Đèn chiếu bước sóng UVA trong dải 365-370 nm
- Nhựa epoxy hai thành phần A:B theo tỉ lệ 1:1
Bước 2: Loại tế bào sắc tố gỗ bằng tia UV (nhân tạo)
- Quét NaOH lên 2 bề mặt của tấm gỗ Bồ đề, mỗi lần cách nhau 5 phút để cho dung dịch NaOH ngấm vào trong gỗ
- Tiếp theo sử dụng dung dịch H2O2 30% quét lên bề mặt của vật liệu, quét 3 lần, mỗi lần cách nhau 5 phút Sau đó chuyển sang bước chiếu UV
- Sử dụng đèn UVA có bước sóng trong dải 365-370 nm, để cách mẫu gỗ Bồ đề 10 cm, thực hiện chiếu trong vòng 60 phút để loại bỏ thành phần sắc tố gỗ
- Sau khi chiếu 60 phút, đưa mẫu gỗ Bồ đề vào trong khay inox chứa cồn 99% Đưa khay inox lên bếp đun, duy trì ở nhiệt độ 60-70 o C Sau khi đun khoảng 2h thì tiến hành bỏ cồn cũ và thay cồn mới Thực hiện như vậy 5 lần, mỗi lần cách nhau 120 phút
Chuẩn bị nhựa epoxy Nhựa epoxy 2 thành phần A:B tỉ lệ 1:1 với phần nhựa 1 phần, chất đóng rắn 1 phần, căn cứ vào số lượng mẫu tẩm để pha khối lượng nhựa cho thích hợp (Lượng thích hợp là lượng mà khi đưa nhựa vào khuôn sau đó cho gỗ vào thì phần gỗ phải được gập trong phần nhựa) Đưa mẫu gỗ vào trong khay chữa nhựa epoxy, sau đó đưa toàn bộ khay vào trong thiết bị hút chân không
Tiến hành hút chân không trong 20 phút, sau đó mở khóa xả áp (lần 1), sau khi xả áp hoàn thành tiến hành đóng khóa xả áp, tiến hành tiếp tục hút 20 phút sau đó mở khóa xả áp (lần 2), sau khi xả áp hoàn thành tiến hành đóng khóa xả áp, tiến hành tiếp tục hút 20 phút, với mục đích cho nhựa dễ dàng thâm nhập vào hết cấu trúc của gỗ Sau 60 phút tiến hành xả áp đưa mẫu gỗ sang bước ép định hình
Bước 4: Ép định hình, sấy khô, cắt cạnh
- Đưa mẫu gỗ đã tẩm keo epoxy sang khuôn silicon có kích thước lớn hơn kích thước của mẫu gỗ, sau đó dùng một vật nặng đề ép, giữ cố định mẫu gỗ Để nhựa đóng rắn có thể chọn 2 phương pháp:
Phương pháp 1: Sấy bằng lò sấy ở 60-70 o C trong vòng 120 phút để nhựa đóng rắn
Phương pháp 2: Để nhựa đóng rắn tự nhiên trong vòng 24 giờ
- Sau khi nhựa epoxy đã đóng rắn, tiến hành dọc cạnh để tạo mẫu có kích thước hoàn chỉnh
- Sau khi hoàn thành, gỗ được đưa vào bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát
Hình 4.7 Quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ thấu quang bằng tia UV Nhận xét: Quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ thấu quang bằng tia UV có 4 bước rõ ràng, dễ thực hiện và dễ thao tác; Quy trình với bước loại sắc tố gỗ bằng tia UV, thân thiện với môi trường, hiệu quả rõ rệt;
Quy trình có tính ổn định cao
Kết quả từ thí nghiệm chứng minh tính chất thấu quang của gỗ sau khi chế tạo bằng quy trình sơ bộ công nghệ sử dụng tia UV cho thấy, vật liệu gỗ có khả năng truyền qua ánh sáng tốt.
Từ kết quả phụ lục 04 và biểu đồ hình 4.8 kết quả tính chất của gỗ trong suốt được chế tạo từ quy trình sơ bộ công nghệ chế tạo vật liệu gỗ thấu quang bằng tia UV cho thấy, sản phẩm gỗ trong suốt có độ truyền sáng cao, với giá trị trung bình lên đến 86,6%; độ mờ trung bình 69.3%, và độ bền uốn 59.6%
Qua thử nghiệm 20 mẫu từ quy trình sơ bộ cho thấy, quy trình sơ bộ có tính ổn định, các bước rõ ràng Tuy nhiên, quy trình đang áp dụng đối với mẫu nhỏ có chiều dày trung bình 1,0mm Do vậy, cần có những nghiên cứu tiếp với các cấp chiều dày khác nhau
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn đã tiến hành nghiên cứu “ Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu và bước sóng tia UV đến chất lượng gỗ biến tính xử lý bằng tia UV”, kết quả nghiên cứu rút ra các kết luận sau:
(1) Thời gian chiếu tia UV (nhân tạo) không ảnh hưởng đáng kể đến độ bền uốn của vật liệu Thời gian chiếu tia UV nhân tạo ảnh hưởng đến độ truyền sáng, độ mờ của vật liệu gỗ trong suốt Mẫu gỗ được chiếu tia UV nhân tạo 30 phút, 60 phút, 90 phút cho thấy độ truyền sáng tăng lên rõ rệt tương ứng 80,0%, 87,9%, 85,2 %; độ mờ mờ giảm đi rõ rệt tương ứng 75,3%,
69,2%, 68,7 % Chế độ chiếu tia UV với thời gian chiếu 60 phút, 90 phút cho kết quả độ truyền sáng và độ mờ tốt, do chênh lệch độ truyền sáng và độ mờ giữa 2 chế độ chiếu này không rõ rệt do vậy để đảm bảo tính kinh tế thời gian chiếu UV 60 phút là chế độ chiếu hợp lý được lựa chọn
(2) Thời gian chiếu tia UV (Dùng tia UV từ ánh sáng mặt trời) không ảnh hưởng đáng kể đến độ bền uốn của vật liệu Thời gian chiếu tia UV tự nhiên ảnh hưởng đến độ truyền sáng, độ mờ của vật liệu gỗ trong suốt Mẫu gỗ được chiếu tia UV tự nhiên 30 phút, 60 phút, 90 phút cho thấy độ truyền sáng tăng lên tương ứng 80%, 87,9%, 88%; độ mờ mờ giảm đi rõ rệt tương ứng
75,3%, 69,2%, 69,2%; Mẫu gỗ được chiếu UV tự nhiên trong thời gian 90 phút là chế độ chiếu hợp lý, cho kết quả độ truyền sáng, độ mờ tốt nhất
(3) So sánh kết quả thời gian chiếu UV nhân tạo và UV tự nhiên có thể thấy, cùng dải thời gian xử lý bằng tia UV (30 phút, 60 phút, 90 phút) khi chiếu tia UV nhân tạo cho kết quả độ truyền sáng, độ mờ tốt hơn so với chiếu tia UV tự nhiên Mặc dù, khi sử dụng phương pháp chiếu tia UV tự nhiên sẽ thân thiện và đảm bảo tính kinh tế hơn so với phương pháp chiếu tia UV nhân tạo, tuy nhiên, phương pháp này phụ thuộc vào thời tiết, góc chiếu và có kết quả tính chất độ truyền sáng, độ mờ chưa bằng phương pháp chiếu tia UV nhân tạo Do vậy, trong giới hạn của nghiên cứu này, phương pháp xử lý chiếu tia UV nhân tạo được lựa chọn là phương pháp xử lý tối ưu hơn