Khóa luận tốt nghiệp Chế biến lâm sản: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến tính chất cơ lý của gỗ thông loblolly (Pinus taeda) biến tính nhiệt bằng hỗn hợp dầu đậu nành tái chế và dầu rái

Mục tiêu đề tài là nghiên cứu xác định được các thông số công nghệ thích hợpnhiệt độ và thời gian trong xử lý biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chếvà Dầu rái cho gỗ Thông Lob

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HÒ CHÍ MINH

tk %&%&% % % &% &%%%

TRƯƠNG THỊ NGỌC TRAN

ANH HUONG CUA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN DEN TÍNH CHAT

CƠ LÝ CUA GO THONG LOBLOLLY (Pinus taeda) BIEN TÍNH

NHIET BANG HON HOP DAU DAU NANH TAI CHE VA DAU RAI

KHOA LUAN TOT NGHIEP

NGANH CONG NGHE CHE BIEN LAM SAN

Thành phố Hồ Chi Minh, Thang 2 Năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HÒ CHÍ MINH

RRR

TRUONG THI NGỌC TRAN

ANH HUONG CUA NHIET DO VA THOI GIAN DEN TINH CHAT

CO LY CUA GO THONG LOBLOLLY (Pinus taeda) BIEN TINH NHIET BANG HON HOP DAU DAU NANH TAI CHE VA DAU RAI

Chuyên ngành: Chế biến lâm sản

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆPNgười hướng dẫn: TS TĂNG THỊ KIM HỎNG

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 2 2024

LƠI CAM ƠN

Đề hoàn thành khoá luận này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Ban Chủ nhiệm Khoa Lâm Nghiệp và Quý Thầy Cô Bộ môn Kỹ Nghệ Gỗ vàCông nghệ Giấy, Khoa Lâm Nghiệp đã truyền tải cho em những kiến thức trong suốtquá trình học tập tại trường và đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện khoá luậntại phòng thí nghiệm của Khoa Lâm Nghiệp.

TS Tăng Thị Kim Hồng đã tận tình hướng dẫn và sẵn sàng đưa ra những lờikhuyên sâu sắc cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thiện khoá luận tốtnghiệp.

Công ty TNHH Timber Phonenix đã cung cấp gỗ Thông

Trung tâm Chế Biến Lâm Sản, Giấy và Bột Giấy, ThS Nguyễn Văn Tiến vaThS Hồ Thị Thuỳ Dung đã giúp đỡ gia công mẫu gỗ và thử tính chất cơ học

KS Nguyễn Nhật Quang đã hỗ trợ em trong thờigian thực hiện các thí nghiệm

Em xin trân trọng cảm on!

Mục tiêu đề tài là nghiên cứu xác định được các thông số công nghệ thích hợp(nhiệt độ và thời gian) trong xử lý biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế

và Dầu rái cho gỗ Thông Loblolly

Kết quả nghiên cứu cho thấy xử lý biến tính nhiệt dầu gỗ Thông Loblolly giúpcải thiện hiệu suất chống hút nước, hiệu suất chống trương nở và tăng khối lượngriêng khô kiệt của gỗ đã được biến tính Độ bền uốn tĩnh của gỗ xử lý biến tính nhiệtdầu giảm nhưng van đảm bảo tính chat cơ học cho việc sử dụng sản xuất sản phẩmnỘI ngoại thất

Sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến tính chất cơ lý của gỗ ThôngLoblolly đã được thể hiện qua các phương trình tương quan đã thiết lập Chế độ xử

lý thích hợp với nhiệt độ trong thời gian cho biến tính nhiệt dau gỗ Thông Loblolly

sẽ đạt khối lượng riêng khô kiệt 0,9168 g/cm’, hiệu suất chống hút nước 78,54%, hiệusuất chống trương nở 57,14%, độ bền uốn tĩnh 77.243 MPa

MỤC LỤC

LÚNI DÁN DĨ sưaeagaHinbedstnrinioodioktiaintgsizkdgii0011810đ05i0080G900880016/81401080015600010 0000 ii

eG ưaaugbrrtintrrrgrtttrgritttstitdtrtiiftiltggfiitlgatutrtitiriitiliottriittrrsxiggsnigiirsE iii

eS qeaggangatgrettorrrrterorororootriyGUEEETGIAENiNGtiNSgZAGlSg80S100000gu09Ó ivHẠNH RUN coveeneeennranacnmeennaneen viiDANH SÁCH CÁC HÌNH csrsinccvvssiasseesoorsavtnincinesnevusneustnimcessevinernsivevcensswstnensivvns ix

Chương 1 DAT VAN DE s-s©cse+xeerxeerxserkserkserkeerkerrkrrkrrserrke 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tai occ cccccccc ccc CS 23 21221221111111111121 21 1 xe 11⁄2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 2-22 S+2S22E22E22E22E22E22E21212122ezxe2 21.3 Mục đích nghiền cứỨu - - cece 2222122 S11 HH HH HH Hư 2 1.4 Mục tiêu nghiên cứu - - cece +5 ++SS*x S2 SH Hệ 2Olver 2 TONG GUA onnanggsntrooaintrrattosriegtbtorBitiTGEig50308G06S8008 880 32.1 Tinh hình nghiên cứu trong và ngoài nước về xử ly biến tinh nhiệt dau 32.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước - ¿5< 5+ c+csc+secsrereree 3

2.1.2 111h,Hình phiên C00 ORE HƯỚ ceenngneeissdibdtEEEA20 136 84000060405610403/090000-80050g030 6

2.2 Cơ sở lý thuyết về biến tính nhiệt đầu - 2-22 222z222z22xzzzzzzzex 7

2.2.1 Ưu và nhược điểm của biến tính nhiệt dầu - 2-22 5222z22z222zz2+2 72.2.2 Một số nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả của biến tính nhiệt dầu 8E255 Tiếng gỗ etree enti gett IF cro nacornnenerranacameancenmmmenmmannenn 11BDA Cntrúc clla lol 66 neaeeseeeaosdeoedialhticbigciroteguikrgfiG0neit851hogiddskcl/8n0iErosse 122.2.5 So sánh giữa biến tính nhiệt dầu và biến tính nhiệt 2-2-5252 132.2.6 Một số ứng dụng tiềm năng cho gỗ biến tính nhiệt dầu - 142.2.7 Tổng kết về biến tính nhiệt dầu 2-2 S2S+2E££E+£E££E2EtZEZEzxerree 15

2.3 Témg quam y0 0 năảầỪỪỪDỶỲỶŸẰẶẦĂŸÄ 162.3.1 Độ bền vật lý, hoá học của dầu con rái -scs+zsr+EcEzErEerxererxerves 162.32 Cae Chi tiểu kỹ THUẬT: - -<-‹ <c-sosecSks224E223n6646 55 seeneiionswnesiseencadbednacicsitennce 17P;13 Bí Go mil THIỆN sasegnteisdiotooogBtBUidietoi0-tES10-4 2184000840010 001800004000/010/188 18

ĐH BE | ea 192.4 Tong quan về gỗ Thông L.oblolly 22-22 2222222EE22EE22EE22EE22Ezzzzzzze2 192.4.1 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của gỗ Thông Loblolly 192.4.2 Đặc điểm cau tạo thô đại gỗ Thông Loblolly -22 5522522525522 202.4.3 Một số tính chất cơ lý của gỗ Thông L.oblolly 2-2552 5522 212.4.4 Thành phan hoá học của gỗ Thông L.oblolly -2- 2222 2225222522 21Chương 3 NOI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 223.1 Nội dung nghiền CỨỮU::s:::.:-scs-c s6 nesieo11460606824256563635050195651631638653433883608583 22

3.2 Phương pháp nghiền cỨu :;:‹:‹:‹::.-s-‹‹:sc:c<c2c0262022020Gn0 tá gai 20144 g61866.808 223.2.1 Phương pháp bồ trí thí nghiệm 2: 2-©2222++2EE22EE2EEE+EE+zzzrrrrree 22B22 ¬ HH Fit Sit CT DỊ GTfÏvsxsxsssssesEiiebsskieekbsodsbdtsidgEisieslLi-clSi2g2 425014080120 Ecu.-004 0 35

3.2.3 Phương pháp xác định tinh chất cơ lý của gỗ . -5-+- 26

3.3 Phương pháp xử lý số liệu - 2-22 22222EE+2E2£EESEECEEEEEEEEEzrrrrkrrrrrrei 293.4 Vật liệu và thiết bị thí nghiệm - 2 222222EEz2E2EE£ZE2EEzExzrrerxee 29

eM 1d (ol Deere ere eer ee ee ee 293.4.1.1 Gỗ Thồng Loblolly sss cecsccenevcaxccnsssssscnarucnecnerxarcarcauensensrsacsonasuasconsuscnncoarses 29

EON ce | en 29

3.4.2 Thiết bị và dụng cu thí mghi@m o cece ecccceccceceeeeseeseeesseeseeeeeeeseeeeeeeee dO

Chương 4 KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN - 2-2-2 << s<ssessesses 36

4.1 Anh hướng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến khối lượng riêng khô kiệt của

gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và

TK gu aagggggatrroaguatrreitiiatiiraoiiodfisino 0002160 NGENGEGGGISGIIBIIGNGĐEISNGSuAEEnA 364.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến hiệu suất chống hút nướccủa gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành táichế và Dầu rái -¿- 2 2 S1 E2212112112112111111111111111111111112 211cc 394.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến hiệu suất chống trương nởcủa gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành táiChE va DAU 0y110444:44 À.À 42

4.4 Anh hưởng của nhiệt độ va thời gian xử ly đến độ bền uốn tĩnh của gỗ sau

khi biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái 454.5 Chế độ xử lý thích hợp cho biến tính nhiệt gỗ Thông Loblolly bằng hỗnhop Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái - 2-22 2+2z+2E22Ez2Ezzzerxrzzrcrer 48

Chương 5 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHHỊ, 5< s<cs<ceseerseersee 49

EE 49

Se 50TAT LIEU THAM KHẢO 5-22 s©s<+££EseEeevreerserreereerrrrxrre 510) ch souxsgassssrsodikodASi2063Ee020021800420800230202305014500100111043030011982028090001130-0830612300%210373) 55

DANH SÁCH CÁC BANGBang 2.1: Liệt kê những ưu diém và nhược diém của việc sử dụng dâu làm môi trường

B18 NN creer enernner cremate eeneer nen ume Eee EE ere 8

Bang 2 2: Thanh phan axit béo trung bình (%) của các loại dầu chọn lọc thường được

sử dụng trong biến tính nhiệt (Gunstone, 2011) 2- 22222s+222££2£+zz+zzzxzzzzce2 10

Bang 2 3: Một số chỉ tiêu kỹ thuật của dau rai (Đào Hùng Cường, 2004) 17Bang 2 4: Khả năng hoà tan của Dau rai (Đào Hùng Cường, 2004) 18Bang 2 5: Một số tính chat cơ lý của gỗ Thông Loblolly (Wood Database, 2020) 21Bảng 2 6: Thành phan hoá học của gỗ Thông Loblolly (Bellon và ctv, 2020) 21Bảng 3 1: Mức và khoảng biến thiên các thông số đầu vào 2-52 s52 24Bang 3 2: Ma trận thí nghiệm dạng mã hoá va dang thực - - -<5-52 25Bang 4 1: Khối lượng riêng khô kiệt của gỗ Thong Loblolly sau khi biến tinh 36Bảng 4 2: Tương tác giữa nhiệt độ và thời gian xử lý với khối lượng riêng khô kiệtcủa gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính -2 s+2s+zzzzs+zsszzsesssss s. +88Bang 4 3: Kết qua phân tích các hệ số trong phương trình hồi quy giữa nhiệt độ vàthời gian xử lý với khối lượng riêng khô kiệt của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính

Bảng 4 4: Hiệu suất chống hút nước của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tinh 39Bảng 4 5: Tương tác giữa nhiệt độ và thời gian xử lý với hiệu suất chống hút nướccủa gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính 22 22222222E++2++2E++z++zz+zzzzzzz 4]Bang 4 6: Kết quả phan tích các hệ số trong phương trình hồi quy giữa nhiệt độ vàthời gian xử lý với hiệu suất chống hut nước của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính

Bảng 4 8: Tương tác giữa nhiệt độ và thời gian xử lý với hiệu suất chống trương nởcủa gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính 2 ©222222222E£E++2E+2Ezzzzzzzzzzez 44Bảng 4 9: Kết quả phân tích các hệ số trong phương trình hồi quy giữa nhiệt độ vàthời gian xử lý với hiệu suất chống hút nước của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính

Bang 4 10: Độ bên uốn tĩnh của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính nhiệt bằng hỗnhợp Dầu đậu nành tái chế và Dau rái 2-2 s s£SE£EE£EE££E£EE£EEEE2E 2E 2E2Eerxe 45Bảng 4 11: Tương tác giữa nhiệt độ và thời gian xử lý với độ bền uốn tĩnh của gỗThông 1.glofiy sau khí biển HHÌseeesuseeesnoeskodEeLALnEi0-LLBUS8S0101.006880006 bgidorgugl 47Bảng 4 12: Kết quả phân tích các hệ số trong phương trình hồi quy giữa nhiệt độ vàthời gian xử lý với độ bền uốn tĩnh của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính 47

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2 1: Liên kết hydro hình thành giữa các nhóm hydroxyl của bề mặt gỗ với cácnhóm chức:este (Salehi:yà city 2013) sục ecgguinennuäcegibGtsEis DGHì 8 n.GHiønkgt2ndiostGg02G<u0x88 08001 9Hình 3 1: Mô hình nghiên cứu biến tính nhiệt dau gỗ Thông Loblolly 23Hình 3 2: Quy trình thực hiện thi nghiém eee ee eeseeeceeeceeeeeseeeeeeeeseees 25Hình 3 3: May biến tính nhiệt dầu sử dung dé biến tính nhiệt dầu gỗ dùng trong thínghiệm, (a) Mặt trước máy xử lý; (b) Lòng may xử lý; (c) Thanh gia nhiệt va cảmbiến nhiệt độ 22+ Ss+S2E£EE2E22E22122121221211212111211ererree 3Trình 3.5: Tí ety Miemrmeri KH 0 cuaecsangg¡ ha gàng hhnhh hgg H1 1Hy0303g03:8816aguapxeu TÔHinh.3, 5: Từ sag Meme DỊP Ủ so naueekgongEkgsiaL0001005006)0000L4805-000080300.6001000 38 32Hình 3 6: Máy thử tính chất cơ học Instron 3367 - 2-22 s2 +s+2s+£z+zxzzzzzzz 33Hình 3 7: Tủ vi khí hậu Memmert HPP260 Eco -555<<<++<<c<<<<sc<<<e -.3 Hinh 5 §: Cân kỹ thuật Ohaus: PA 22 1U ss vccscvsessemsnsuesneomravscovennspnaceavaseonrewnnencamanesd 5) Hình 3 9: Can phân tích định lượng RADWAG cieieie.23Hình 3 10: Cốc đo độ nhớt dung dịch NK-2 -2- 22522 5222222E22E+2zzzzzzzz>zz 34Hình 3 11: Máy đo độ âm cầm tay OEM -2-©2222222222E2222222E2EEcrrrerrrres 34Hình 5 12: Thước KP wesssssmssnenensenuseeermee ee 34

Hinh;5: 13: Thước kẹp điền TẾ ceescseeseeisesbeesiioddooioeldeigsoeBostu'dlGScfsstissg3susSuipuszzs0isss 34 Hình 3 14: Thước Panme điện tử -. - cece 2221222232211 1221 1221122115112 xe 34 Hình 3 15: THưỚG C89 scccccsnscs cca sesseeesop re nvsrnmarnsemamanommurmn einem 34Hình 4 1: Đồ thị biểu thị khối lượng riêng khô kiệt của gỗ Thong Loblolly sau khi biến tính

Hình 4 2: Đồ thị biểu hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến khốilượng riêng khô kiệt của gỗ Thong Loblolly sau khi biến tính 37

Hình 4 3: Đồ thị biểu thị hiệu suất chống hút nước của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính

Hình 4 4: Đồ thị biểu hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến hiệusuất chống hút nước của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính - 252 40Hình 4 5: Đồ thị biểu thị hiệu suất chống trương nở của gỗ Thông Loblolly sau khiFERC Ric er li nS 43Hình 4 6: Đồ thị biểu hiện sự anh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến hiệusuất chống trương nở của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính - 4Hình 4 7: Đồ thị biểu thị độ bền uốn tĩnh của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính

Hình 4 8: Đồ thị biểu hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến độ bềnuốn tĩnh của gỗ Thông Loblolly sau khi biến tính 2- 22 22222z22zz2zz2zz2522 46Hình 4 9: Các thông số của chế độ xử lý thích hợp cho biến tính gỗ Thông Loblollybằng nhiệt Dầu đậu nành tái chế và Dau rái 22 2+22+S+SE2E2E2222Zzzzzxzzz 48

Chương Ï DAT VAN DE

1.1 Tinh cấp thiết của đề tai

Xu thé hiện nay trên thế giới rất ưa chuộng sản phẩm “xanh”, thân thiện vớimôi trường, đặc biệt sản phẩm gỗ, tre xuất khâu đến các nước tiên tiến đòi hỏi yêu

cầu về tiêu chí an toàn môi trường rất cao Trước tình hình này, các nhà chế biến sản

phẩm lâm sản rất quan tâm tìm kiếm loại hóa chất khác dé thay thé hoặc tìm nhữnggiải pháp xử lý biến tính, bảo quản khác Các nhà sản xuất chế biến gỗ, tre đang mongđợi các cơ quan nghiên cứu và các nhà khoa học trong nước nghiên cứu tìm kiếm raloại chế phẩm hoặc các giải pháp xử lý biến tính, bảo quản gỗ, tre mới thân thiện vớimôi trường đề họ có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất

Trong xử lý gỗ hiện nay, công nghệ xử lý không sử dụng hóa chất ngày càng

được mở rộng và phát triển Trong đó, gỗ biến tính nhiệt dầu đã được chú ý đến và

các nghiên cứu liên quan đến biến tính nhiệt dầu gỗ đã thực hiện và ở các nước pháttriển đã triển khai ở quy mô công nghiệp cho xử lý biến tính nhiệt dầu gỗ Gỗ biếntính nhiệt đầu có một số đặc tính ưu việt: Màu sắc ôn định, khả năng chống nam mốc

được cải thiện, độ 6n định kích thước tốt, mô đun đàn hồi và cường độ chịu nén của

gỗ tăng so với gỗ không xử lý Đặc biệt gỗ biến tính nhiệt dau có khả năng khángnam chong mỗi mọt cao.

Hiện nay ở Việt Nam rất nhiều công ty chế biến gỗ rất quan tâm đến công nghệ

gỗ biến tính nhiệt dau và mong muốn phát triển công nghệ biến tính nhiệt dầu đặc

thù, phù hợp với điều kiện tài nguyên thiên nhiên, nguyên liệu gỗ và điều kiện sảnxuất của công nghiệp gỗ Việt Nam

Chính vì vậy, việc nghiên cứu thử nghiệm biến tính nhiệt dầu tự nhiên trong

xử lý biến tính, bảo quản gỗ và các loại lâm sản khác sử dụng ngoài trời là một trongnhững vấn đề cần được quan tâm và bức thiết hiện nay ở Việt Nam Đề tài “Ảnh

hưởng của nhiệt độ và thời gian đến tính chất cơ lý của gỗ Thông Loblolly (Pinus

taeda) biến tính nhiệt bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rai” đã đượcthực hiện.

1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn

Kết qua dé tài có thé là cơ sở khoa học cho việc định hướng nghiên cứu sửdụng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái trong việc xử lý bảo quản lâm sản,

ứng dụng vào sản xuất sản phẩm sử dụng gỗ biến tính tại công ty TNHH Timber

Phoenix.

Bao quản gỗ và lâm sản bằng các biện pháp sử dung nhiệt độ và thời gian dé

xử lý biến tính 26 nham chéng lai sự xâm nhập va phá hoại của các loại sinh vat va

vi sinh vật, đồng thời làm giảm kha năng hút âm của gỗ, cải thiện tính 6n định kíchthước, tăng khả năng chống chịu môi trường mà không gây độc hại và thân thiện vớimôi trường.

1.3 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu thử nghiệm biến tính gỗ Thông Loblolly bằng hỗn hợp Dầu đậunành tái chế và Dầu rái làm cơ sở cho việc phát triển ứng dụng xử lý nguyên liệu gỗThông Loblolly dùng trong ván sàn và sản xuất đồ mộc gỗ xuất khẩu

1.4 Mục tiêu nghiên cứu

Đề đạt được mục đích nghiên cứu, đề tài đặt ra mục tiêu: Xác định được cácthông số công nghệ thích hợp (nhiệt độ và thời gian) trong xử lý biến tính nhiệt bằnghỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái cho gỗ Thông Loblolly

Chương 2

TONG QUAN

2.1 Tinh hình nghiên cứu trong và ngoài nước về xử ly biến tính nhiệt dau

2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Các nghiên cứu về biến tính, bảo quản gỗ, tre trong thập niên gần đây theohướng thân thiện với môi trường rất được quan tâm và cũng đã phát triển ra sản xuấtcông nghiệp Một số công trình về biến tính, bảo quản gỗ, tre bằng dầu thực vật kếthợp với nhiệt đã được thực hiện và đã cho kết quả khả quan cho việc ứng dụng

Dubey và ctv (2011), đã thực hiện đề tài nghiên cứu biến tính nhiệt đối với gỗ

Thông Radiata trong dau hạt lanh ở nhiệt độ xử lý từ 160°C đến 210°C Mẫu gỗ đượcsay khô trong 48 giờ sau đó làm nguội trên bình hút am silica gel trước khi đặt vàobuồng điều hoà ở độ âm tương đối là 65% và nhiệt độ 20°C trong thời gian từ hai đến

ba tuần đề đạt được trạng thái cân bằng Các mẫu gỗ được điều hoà ở độ ẩm 10 — 12 %

sau đó được ngâm trong bề dau đã được làm nóng trước ở nhiệt độ 160°C, 180°C hoặc

210°C trong thời gian 1 giờ, 3 giờ hoặc 6 giờ trong dau hạt lanh thô Nhìn chung cácmẫu gỗ tăng một trọng lượng nhất định do sự hấp thụ dầu trong quá trình xử lý nhưngmức tăng trọng lượng mẫu gỗ giảm khi nhiệt độ và thời gian xử lý tăng lên Hiệu suấtchống trương nở cao nhất là 53 — 60% được tìm thấy ở các mẫu được xử lý ở nhiệt độ210°C, trong khi hiệu suất chống trương nở thấp hơn ở các mẫu gỗ được xử lý ở nhiệt

độ 160°C (31 — 38%) và ở nhiệt độ 180°C (37 — 39%) Hiệu suất chống trương nở theohướng tiếp tuyến lớn hơn theo hướng xuyên tâm đối với tat cả các nhiệt độ xử lý Cácmẫu gỗ được xử lý ở 160°C với khả năng hấp thụ dầu cao nhất biểu hiện sự trương nởthé tích nhiều hon và khả năng khang nam ít hơn so với các mẫu gỗ được xử lý ở nhiệt

độ 210°C Sự phân huỷ hemicellulose góp phan lớn vào việc cải thiện độ 6n định kích

thước và khả năng kháng nâm của mẫu gỗ đã qua xử lý Màu sắc của mẫu gỗ sau khi

xử lý đêu màu và đậm hơn.

Umar và ctv (2016) đã thực hiện đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nhiệtbằng dầu lên thành phần hoá học và khả năng kháng nắm mốc của gỗ cao su ở nhiệt độ

xử lý từ 172°C đến 228°C Xử lý nhiệt dầu với dầu cọ làm môi trường gia nhiệt đượcthực hiện bằng cách ngâm các mẫu gỗ cao su trong bề dầu nóng Các mẫu gỗ đượcngâm trong dau cọ ở nhiệt độ và khoảng thời gian tương ứng từ 172°C đến 228°C và

95 đến 265 phút Hàm lượng holocellulose va cellulose giảm khi tăng thời gian và nhiệt

độ xử lý Hàm lượng holocellulose thấp nhất được quan sát thấy khi gỗ cao su được xử

lý ở 228°C giảm từ 79,7 % xuống còn 63,3% trong thời gian 180 phút Riêng đối với

cellulose các mẫu được xử lý ở nhiệt độ 200°C tương ứng với thời gian 95 phút giảm

xuống còn 39,1% so với gỗ chưa được xử lý là 42,4% Hàm lượng cellulose đạt giá trịthấp nhất là 35,6% khi gỗ được xử lý ở nhiệt độ 220°C trong thời gian 240 phút Hàmlượng lignin tăng từ 24,6% lên giá trị 34,7% khi nhiệt độ tăng từ 172°C đến 228°C.Lignin là thành phần 6n định nhiệt nhất trong gỗ và nó sẽ tăng đồng thời với sự giảmholocellulose Sự phân huỷ cellulose va hemicellulose xảy ra ở nhiệt độ xử lý và thờigian tiếp xúc cao cũng như hàm lượng của chúng giảm khi tăng nhiệt độ và thời gian

xử lý.

Wang và Cooper (2005) đã thực hiện đề tài nghiên cứu xử lý nhiệt bằng dầu đốivới gỗ Vân sam được cắt theo hướng xuyên tam/tiép tuyến với kích thước 25(mm)xuyên tâm x 25 (mm) tiếp tuyến x 10 (mm) theo chiều dọc Các mẫu được xử lý bằngdầu cọ, dầu đậu nành và sáp nhão ở nhiệt độ 200°C đến 220°C trong khoảng thời gian

từ 2 giờ đến 4 giờ Tất cả các mẫu đã xử lý và mẫu đối chứng được đặt trong tủ điềuhoà ở nhiệt độ 103°C trong 24 giờ đề thu được trọng lượng không đổi Sáp nhão tốthon dau cọ hoặc dau đậu nành ở cải thiện hiệu suất độ 4m của gỗ được xử lý ở nhiệt

độ 220°C tốt hơn so với xử lý ở nhiệt độ 200°C tương tự với thời gian 4h tốt hơn thời

gian 2h Đối với gỗ được xử lý ở 220°C trong thời gian 4 giờ độ âm thăng bằng đã giảmkhoảng 50% Điều kiện nhiệt cũng có một số ảnh hưởng chẳng hạn nhiệt độ càng cao

cũng như thời gian càng dai thì độ 4m thăng bằng càng thấp So với mẫu đối chứng gỗ

được xử lý bằng sáp có khả năng hấp thụ nước thấp hơn nhiều đặc biệt khi xử lý ở nhiệt

độ cao hơn và thời gian xử lý lâu hơn So với các giá trị ASE xuyên tâm và tiếp tuyếncác mẫu được xử lý ở 220°C ổn định về mặt kích thước đáng kể hon so với các mẫu

được xử lý ở 200°C Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và sự hấp thụ sáp đến đặc tính độ

âm của vật liệu được xử lý gỗ ở 220°C trong 4 giờ vẫn đạt độ 4m thăng bằng thấp nhấtmặc dù khả năng hấp thụ sáp ở 160°C trong 4 giờ là cao nhất Xét về hiệu suất trongquá trình ngâm nước, sự khác biệt về khả năng hấp thụ nước giữa ba nhiệt độ xử lý làkhông lớn nhưng độ ôn định kích thước tiếp tuyến và xuyên tâm của quá trình xử lý ởnhiệt độ 220°C đều cao hơn so với xử lý ở nhiệt độ 200°C, 160°C hoặc 100°C Sau khi

xử lý bang dầu nóng gỗ đã giảm kha năng hap thụ độ ẩm và cải thiện độ ôn định kíchthước.

Tang và ctv (2019) đã tiến hành nghiên cứu tác dụng kết hợp của phương pháp

xử lý nhiệt với dầu Tung đến tính chất lý hoá của vật liệu tre Tre được xử lý trong dầuTung ở nhiệt độ 100 đến 200°C sau đó tiến hành đánh giá khả năng kháng mốc và cáctinh chat lý hóa của tre Kết qua cho thay, tre được biến tính nhiệt dầu không chỉ có đặctính ky nước và độ ôn định kích thước, khả năng kháng nam được cải thiện mà còn théhiện hiệu suất cơ học tốt Sự cải thiện như vậy có thể được quy cho sự thay đổi của cácthành phan hoá học, tăng cấu trúc tinh thé và sự hình thành các màng dầu bên tronghoặc trên bề mặt tre

Var và ctv (2021) đã nghiên cứu các tính chat vật lý và khả năng kháng nam

mốc của dac gỗ Thông Brutia (Pinus brutia) được biến tính nhiệt dầu Phan trăm trọnglượng gia tăng, khối lượng thé tích, kha năng hấp thụ nước và độ co rút thé tích được

chọn làm tính chất vật lý của gỗ Bệnh mục trắng (Trametes versicolor) và bệnh mục

nâu (Neolentinus lepideus) được chọn là nam gây thối gỗ Hai nhiệt độ khác nhau vahai khoảng thời gian khác nhau được xác định đề biến tính nhiệt dầu Dầu thầu dầu(Ricinus communis), dau hạt lanh (Oleum limii) và hỗn hợp của cả hai được sử dụnglàm dầu xử lý (môi trường xử lý nóng-lạnh) Kết quả cho thấy các tính chất vật lý của

mẫu được biến tính nhiệt dau được cải thiện đáng ké so với các mẫu đối chứng Ngoài

ra, sau khi tiếp xúc với nam thối rửa, sự giảm sút về khối lượng của các mẫu được xử

ly bằng nhiệt dầu hạt lanh giảm nhiều hơn đáng ké so với các mẫu không được xử lýhoặc các mẫu được xử lý bằng các loại dầu khác Có sự gia tăng đáng kề về hiệu quảchống thắm nước và độ ổn định kích thước của dat gỗ Thông Brutia với tat cả cácphương pháp biến tính nhiệt dầu, nhưng phương pháp xử lý bằng nhiệt dầu thầu dầudường như không có tác dụng đối với khả năng chống mục nát Biến tính nhiệt dầu sửdụng dau hạt lanh hoặc hỗn hợp bao gồm nó có thé là một phương pháp phù hợp dé cảithiện hiệu quả chống thấm nước, ôn định kích thước và khả năng chống mục nát của

dác gỗ Thông Brutia.

2.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Vũ Thị Lâm An và Tăng Thị Kim Hồng (2010) đã nghiên cứu biến tính chonăm loại tre Tam vông, tre Gai, Mạnh tông, Lồ ô và tre Mỡ bằng Chitosan với nồng độ

sử dụng tối ưu là 2% trong thời giạn 45 phút với nhiệt độ xử lý là 80°C cho hiệu quảkháng mốc của tre rất tốt

Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam kết hợp với Đại học Dresden, CHLB Đức (Cong

và ctv, 2012; Manala và ctv 2012) đã nghiên cứu công nghệ biến tính tre theo phươngpháp nhiệt khô trong môi trường Ni-to cho 3 loài tre Luồng, Bương và Mạnh Tông

Nguyễn Gia Trinh, Tăng Thị Kim Hồng và Đặng Đình Bôi (2015) đã thực hiệnnghiên cứu xử lý biến tính thủy nhiệt cho tre Tầm vông nguyên liệu sử dụng cho sảnphâm ngoại that tre Kết quả đưa ra nhiệt độ xử lý trong môi trường hơi 4m bão hòa là160°C trong thời gian 120 phút cho tre ống

Hoàng Văn Hòa và ctv đã thực hiện biến tính nhiệt khô cho 26 Cao su va Gỗ

bach tùng (2014, 2018) đã dua ra kết quả gỗ Cao su đã cải thiện nhiều tinh chat hút,

thấm nước, tính chất chống lại một số loài nam mốc, mục, có cải thiện tính chất chốngmỗi

Nhìn chung, cần đây mạnh hơn nữa các nghiên cứu trong nước lẫn ngoài nước

dé giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng nguyên liệu, nâng tầm sản phẩm, đồ

2.2 Cơ sé lý thuyết về biến tính nhiệt dầu

2.2.1 Ưu và nhược diém của biến tính nhiệt dầu

Việc sử dụng các loại dầu thực vật thô như dầu hạt cải, đầu hạt lanh hoặc dầu

hướng đương làm môi trường gia nhiệt trong xử lý nhiệt gỗ có thể mang lại một số

lợi ích Thứ nhất, dầu thực vật là môi trường sưởi ấm tốt do khả năng truyền nhiệtsang gỗ dé dàng và đồng đều hon (Cheng va ctv, 2014) Hơn nữa, dau có thé tách oxy

ra khỏi gỗ trong quá trình xử lý và ngăn ngừa sự xuất hiện của quá trình oxy hóa dẫnđến giảm độ bền trong các mẫu được xử lý (Dubey và ctv, 2011) Ngoài ra, điểm sôicủa nhiều loại dầu cao hơn nhiệt độ can thiết dé xử lý nhiệt, khiến nó rất thích hợp dé

xử lý nhiệt gỗ (Umar và ctv, 2016) Hơn nữa, các chất phụ gia có thể được thêm vàodầu thực vật trong quá trình xử lý nhiệt nhằm mục đích tăng cường các đặc tính củaOn

g

Mặc dù có độc tính tương đối thấp và thân thiện với môi trường, xử lý nhiệt

bằng dầu làm môi trường xử lý có một số hạn chế Thứ nhất, khả năng giữ dầu caolàm cho gỗ nặng hơn và tăng chi phí vận chuyên Thứ hai, việc thiếu oxy bên trong

gỗ do sự hình thành lớp bảo vệ ở bề mặt gỗ đã hạn chế quá trình polyme hóa và oxyhóa của dầu Do đó, dầu không polyme hóa có xu hướng thoát ra khỏi gỗ và tạo thành

bề mặt giống như hắc ín không mong muốn Ngoài ra, gỗ được xử lý nhiệt bằng dầu

có xu hướng phát ra các hợp chất hữu cơ dé bay hơi trong quá trình sử dụng, đây có

thé là nguồn gây ô nhiễm thứ cấp tiềm ẩn và mùi không mong muốn (Chiu và ctv,2009; Su và ctv, 2017) Một nhược điểm khác của việc xử lý bằng dầu là gỗ đã qua

xử lý đễ cháy khi thử nghiệm với một ngọn lửa duy nhất (Podgorski và ctv, 2008)

Gỗ được xử lý nhiệt có khả năng chống cháy thấp hơn do thời gian bắt lửa giảm saukhi xử lý nhiệt (Jana, 2013) Thời gian đánh lửa rất quan trọng trong việc đánh giá

tính dễ cháy của vật liệu xây dựng và xây dựng Tính dễ cháy của gỗ đã qua xử lý có

thé trở nên tram trọng hơn do có dau vì dau thực vật rat dé cháy

Bảng 2.1: Liệt kê những uu diém và nhược diém của việc sử dụng dâu làm môi trường gia nhiệt

Ưu điểm Nhược điểm

Truyền nhiệt trong gỗ dễ dàng và Xu hướng cháy cao hơn

đều hơn

Loại trừ oxy trong quá trình điều trị Chỉ phí vận chuyên cao hơn do

giữ dầu trong gỗ

Điểm sôi cao hơn cho phép nhiệt độ Dầu tiết ra từ gỗ theo thời gian

xử ly cao hơn

It độc tính và thân thiện với môi Tạo ra mùi không mong muôn

trường

2.2.2 Một số nhân tổ ảnh hưởng đến hiệu quả của biến tính nhiệt dầu

Loại môi trường gia nhiệt, thời gian gia nhiệt, nhiệt độ tối đa và chủng loại gỗ

là những thông số xử lý quan trọng nhất của biến tính nhiệt (Lacic và ctv, 2014) Dầuđược hấp thụ bởi gỗ là yếu tô có ảnh hưởng đến việc cải thiện khả năng hấp thụ nước,trong khi biến tính nhiệt chủ yếu làm giảm độ hút 4m và độ trương nở của gỗ biếntính Do đó, hiệu quả của việc biến tính nhiệt dầu phụ thuộc rất nhiều vào một số yếu

tố như loại dầu, điều kiện biến tính nhiệt và khả năng giữ dầu trong gỗ (Wang vàCooper, 2005).

2.2.2.1 Loai dau

Theo các nghiên cứu đã công bó, tuy rang nhiệt độ và thời gian xử lý có ảnhhưởng đáng ké đến các đặc tính của gỗ được biến tính, hiệu quả của việc biến tinhnhiệt dầu còn phụ thuộc vao loại dầu được sử dụng làm môi trường gia nhiệt Thứnhất, đầu cọ có hiệu quả hơn dầu đậu nành trong việc cải thiện độ ôn định kích thướccủa gỗ Vân sam được biến tính nhiệt dau (Wang và Cooper, 2005) Thứ hai, đặc tính

làm khô của dầu thực vật đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ bền tựnhiên của gỗ đã biến tính (Lyon và ctv, 2007) Các tác giả báo cáo rằng, trong số baloại đầu thực vật được nghiên cứu, dầu hạt lanh là loại dau hiệu quả nhất dé tạo racác mẫu có độ bền tự nhiên cao, tiếp theo là đầu đậu nành và hạt cải dầu Hiện tượngnày có thé là do dau hạt lanh là loại đầu khô có hàm lượng axit béo không bão hòa danhư axit linolenic hoặc axit không bão hòa đơn như axit oleic Do đó, nhờ mức độkhông bão hòa cao, dầu hạt lanh hạn chế hiệu quả sự xâm nhập của nước vào mẫu

gỗ Thanh phan axit béo trung bình (%) của các loại dau được chọn thường được sửdụng trong biến tính nhiệt được trình bày trong Bang 2.1 Đặc tính làm khô của dầuthực vat được quyết định bởi mức độ không bão hòa của nó và có thé được xác địnhbằng các giá trị iốt Dầu có giá trị tốt cao là dau làm khô và ngược lại Dầu có giá trịiốt cao hơn sẽ oxy hóa và trùng hợp nhanh hơn và tạo thành màng đàn hồi trên bề mặt

26 khi tiếp xúc với không khí (Tomak và ctv, 2011) Phản ứng hóa học của dầu thựcvật với gỗ dựa trên quá trình tự oxy hóa của axit béo không bão hòa và các dẫn xuấtcủa chúng bao gồm một loạt các phản ứng như phản ứng ban đầu, oxy hóa, sắp xếplại và phản ứng ghép đôi hoặc phân cắt (Pages và ctv, 2012) Carbohydrate gỗ cólượng nhóm hydroxyl cố định rat cao Cac hydroxyl này trên bề mặt gỗ sẽ phản ứngvới các nhóm chức este có trong dầu thực vật đề tạo thành liên kết hydro mạnh va g1ữchúng ở vị trí thích hợp cho phan ứng như Hình 2.1

Tuôi của dầu sử dụng trong xử lý nhiệt cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả

xử lý Dubey và ctv (2011) quan sát thấy rằng độ hấp thụ nước của gỗ được xử lýbằng dầu được làm nóng trước ở 180°C trong 6 đến 27 giờ cao hơn so với gỗ được xử

lý bằng dầu mới Độ nhớt cao hơn của dầu được làm nóng trước do sự bay hơi của

các hợp chat dé bay hoi và quá trình trùng hợp nhiệt đã hạn chế sự hấp thụ dau trong

gỗ và dẫn đến khả năng bảo vệ chống 4m kém hơn Tuy nhiên, điều thú vị cần lưu ý

là độ trương nở thê tích không có sự khác biệt đáng kế giữa dau được làm nóng trước

và đầu mới, điều này càng chứng minh thêm tuyên bồ rằng sự hấp thụ dau là yếu tố

có ảnh hưởng nhiêu hơn trong việc cải thiện khả năng hấp thụ nước của gỗ.

Bảng 2 2: Thành phần axit béo trung bình (%) của các loại dau chọn lọc thường được

sử dụng trong biến tính nhiệt (Gunstone, 2011)

Axit béo » Ha ll Hat cai Hat asia Mã Co Dừa Bắp

Lipid lanh nành bông dương phộng

2.2.3 Thông số và quy trình xử lý

Nhìn chung, nhiệt độ và thời gian xử lý là những yếu tố quan trọng nhất trong

VIỆC quyết định mức độ hiệu quả của quá trình biến tính nhiệt dầu vì độ trương nở và

độ bền cơ học giảm khi tăng nhiệt độ và thời gian xử lý Trong đó, nhiệt độ xử lý làthông số quan trọng hơn so với thời gian xử lý vì một đề tài đã công bố rằng khôngphát hiện được sự khác biệt đáng ké giữa các mẫu được xử lý trong 3 giờ và 6 giờ ởcùng một mức nhiệt độ (Dubey và ctv, 201 1) Ngoài ra, quy trình xử lý được áp dụngcũng đóng vai trò quan trọng Ty lệ tiêu thụ dau phụ thuộc vào quy trình xử lý Octavia

và ctv (2011) so sánh ba quy trình xử lý: (i) biến tính nhiệt đầu 6 95°C trong 30 phút,sau đó làm nguội 6 30°C trong 30 phút, (ii) biến tính nhiệt dầu ở 95°C trong 1 giờ và(iii) làm nguội ở 30°C trong 1 giờ Kết quả cho thấy các mẫu được xử lý bằng quytrình xử lý đầu tiên có mức tiêu thụ dầu và tăng khối lượng cao nhất Không giốngnhư nhiệt độ cao và thời gian gia nhiệt dài được Dubey va ctv (2011) sử dụng, ở nhiệt

độ ôn hòa hơn và thời gian gia nhiệt tương đối ngắn hơn, dầu ít nhớt hơn và thâmnhập vào thành tế bao dé dang hơn Do đó, trong giai đoạn tắm lạnh, sự hap thụ dầuđược tạo điều kiện thuận lợi nhờ tạo ra một phần chân không

Awoyemi và ctv (2009) đã xử lý Thông Aoerosa và Vân sam đen Canada bằngphương pháp làm nguội trong quá trình xử lý, trong đó mẫu được ngâm trong dầu đậunành ở nhiệt độ 220°C trong 2 giờ Sau 2 giờ, một số mẫu được lấy ra ngay lập tứctrong khi một số mẫu được lay ra khi nhiệt độ dau nguội xuống lần lượt là 180°C và135°C Sự hấp thụ dầu cao hơn được ghi nhận ở các mẫu được loại bỏ sau quá trình

làm mát Độ hút dau của các mẫu được loại bỏ ở 180°C (thời gian làm nguội 50 phút)

là 30% và dau chỉ thấm vào lớp ngoài 5 mm của gỗ Tuy nhiên, sự hấp thụ dau cao

hơn trong toàn bộ độ dày mẫu (khoảng 80% trên bề mặt và 50% ở bên trong) đượcghi nhận trong các mẫu được loại bỏ ở nhiệt độ 135°C (thời gian làm nguội là 2 giò).

Quá trình làm nguội làm cho không khí trong khoảng trống của gỗ co lại, tạo ra môitrường chân không thúc đây sự xâm nhập của dầu vào gỗ Grenier và ctv (2007) đãxác định hai cơ chế thâm dầu vào gỗ trong quá trình biến tính nhiệt Cơ chế đầu tiên

là sự hấp thụ tự phát của gỗ khi gỗ có lực hấp thụ dầu mạnh hơn với nước Cơ chế

thứ hai là khi lực mao dẫn giữa dầu và gỗ lớn hơn lực hơi nước đi chuyền ra khỏi gỗtheo hướng ngược lại Do độ đốc áp suất này, lượng dầu có thể thấm vào gỗ trongquá trình xử lý nhiệt bằng dau bị hạn chế, trong đó phan lớn dầu sẽ thấm vào gỗ ởcuối quá trình xử lý và trong giai đoạn làm nguội.

2.2.4 Cấu trúc của loại gỗ

Kha năng giữ dầu cao là cần thiết để bảo vệ lâu dài cho gỗ đã qua xử lý Zlahtic

và ctv (2017) lõi gỗ Dé đã qua xử lý, lõi gỗ Larch Châu Au, lõi gỗ và dac gỗ ThôngScots, và gỗ Vân sam Na Uy với dau tung và dau hạt lanh bằng phương pháp ngâm

và ngâm tam áp suất chân không Kết quả thu được khang định rang sự hấp thụ dầuphụ thuộc rất nhiều vào tính thâm của gỗ Tomak và ctv (2011) quan sát thấy rằng,

do tính thấm khác nhau nên khả năng giữ dau trong gỗ Thông Scots cao hơn gỗ Séi,lần lượt là 550 kg/m? và 390 kg/m> Theo báo cáo của Tomak và ctv (2011), các mẫu

gỗ Sôi (Fagus orientalis) được xử lý ở 160°C trong 30 phút với khả năng giữ dầu thấphơn đã được báo cáo là có khả năng hấp thụ nước cao hơn so với các mẫu ThôngScots (Pinus sylvestris) Mặt cắt ngang của gỗ cũng là một trong những yếu tổ quyếtđịnh mức độ cải thiện độ 6n định kích thước Wang và Cooper (2005) đã báo cáotrong nghiên cứu của họ rằng việc xử lý dường như hiệu quả hơn trong việc cải thiện

so với độ ồn định tiếp tuyến của chiều Tuy nhiên, phát hiện này không tương thíchvới Tjeerdsma và ctv (1998) người đã tạo ra kết quả trái ngược nhau

Gỗ lá rộng bị ảnh hưởng nhiều hơn khi xử lý nhiệt so với gỗ lá kim.Carbohydrate gỗ lá rộng (xylan) kém bền nhiệt hơn so với carbohydrate gỗ lá kim(galactoglucomannan) và do đó bi phân hủy khi chịu nhiệt độ ôn hòa hơn Thêm vào

đó, lượng nhóm acetyl cao hơn có trong gỗ lá rộng sẽ giải phóng nhiều axit axetic

hơn trong quá trình xử lý nhiệt, xúc tác cho quá trình thủy phân axit và do đó dẫn đếngiảm trọng lượng cao hơn so với gỗ lá kim (Hillis, 1975) Oumarou và ctv (2014) báo

cáo rằng tác động của việc xử lý nhiệt tỷ lệ thuận với trọng lượng riêng của gỗ Gỗ

có trọng lượng riêng cao hơn hoặc gỗ đặc hơn, có nhiệt độ thấp hơn trong quá trình

xử lý nhiệt va cần năng lượng cao hon dé làm nóng do độ khuếch tán thấp hon Do

khả năng khuếch tán nhiệt thấp hơn nên tốc độ truyền nhiệt từ bề mặt gỗ đến tâm gỗ

chậm hơn và do đó tốc độ loại bỏ độ âm cũng chậm tương ứng Gao và ctv (2016) đã

xử lý 2 loài gỗ lá kim (Vân sam và Linh sam) và 2 loài gỗ lá rộng (Sôi và Tần bì)bằng quy trình Termovuoto (say chân không sau đó xử lý nhiệt) và báo cáo rằng khảnăng kháng nam thối trang và nâu khác nhau giữa gỗ lá kim và gỗ lá rộng, trong đó

gỗ lá rộng có mức tổn thất khối lượng cao hơn gỗ lá kim Ferrari va ctv (2013) cũngtuyên bố rang, trong nghiên cứu của họ, sự mat mát khối lượng của cây Vân sam vàLinh sam thấp hơn so với cây Sồi và Tan bì Những kết quả nay phù hợp với mô hình

dữ liệu giảm khối lượng trong tài liệu Ferrari và ctv (2013) đã báo cáo rằng sự giảmkhối lượng của tro và gỗ sồi cao hơn so với gỗ Vân sam và Linh sam ở nhiệt độ xử

lý 200 đến 220°C trong quá trình Termovuoto Nhìn chung, gỗ lá rộng chứa nhiềupolysaccharides hơn, đặc biệt là hemicelluloses và ít lignin hơn so với gỗ lá kim và

do đó trọng lượng giảm di của gỗ lá rộng cao hon do sự phân hủy nhiệt củahemicelluloses Do đó, ảnh hưởng của nhiệt độ đối với gỗ lá rộng rõ rệt hơn so với

gỗ lá kim

2.2.5 So sánh giữa biến tính nhiệt dầu và biến tính nhiệt

Một số tác giả đã so sánh hiệu quả giữa các phương pháp xử lý nhiệt về một

số tính chất được lựa chọn Nhìn chung, gỗ được biến tính nhiệt dau mang lại độ ôn

định kích thước tốt hơn so với gỗ được xử lý trong không khí nóng Gỗ Sồi được biến

tính nhiệt dầu hướng dương có độ ôn định kích thước, độ 4m thăng bằng, điểm bãohòa thé gỗ và độ âm tốt hơn so với gỗ được xử lý trong không khí nóng (Bal, 2015).Yang và ctv (2016) đã so sánh các đặc tính của tre Moso được xử lý nhiệt trong cácmôi trường gia nhiệt khác nhau, cụ thể là không khí, nitơ và dầu hạt lanh Kết quảcho thấy xử lý nhiệt trong dầu hạt lanh là phương pháp hiệu quả nhất trong việc cảithiện độ ồn định kích thước của tre Moso, ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn

Palanti và ctv (2011) đã ngâm hỗn hợp dầu khoáng và dầu thực vật chứa 0,15%propiconazole và 0,15% tebuconazole được đun nóng ở nhiệt độ 80°C vào gỗ ThôngStone và gỗ Thông Scots sau đó thử nghiệm độ bền tự nhiên ngoài phòng thí nghiệm

Kết quả cho thấy, sau 5 năm phơi nhiễm ngoài phòng thí nghiệm, các mẫu gỗ đượcbiến tính nhiệt dau cho thấy hiệu suất tốt hơn so với các mẫu được xử lý bằng phươngpháp ngâm tam sáp và biến tính nhiệt theo quy trình phê chuẩn Mức độ phân rã thấpnhất được tìm thấy trong các mẫu được biến tính nhiệt dầu.

2.2.6 Một số ứng dụng tiềm năng cho gỗ biến tính nhiệt dầu

Gỗ đã qua biến tính nhiệt thường được khuyên dùng cho các ứng dụng phi kếtcấu vì độ bền giảm là một trong những hệ quả chính của quá trình xử lý Tuy nhiên,

gỗ được biến tính nhiệt có khả năng chống âm và ổn định kích thước được cải thiện,cũng như màu nâu sam rất phù hợp cho san nha (Nejad và ctv, 2013; Zivkovic và ctv2008) Ngoài độ bền sinh học và khả năng chống chịu thời tiết được cải thiện, gỗđược biến tính nhiệt dầu có thể được sử dụng cho các ứng dụng bên ngoài như làm

hàng rào, đồ nội thất sân vườn và tắm ốp Đối với sàn nhà, gỗ được biến tính nhiệt

dầu có độ ôn định màu sắc vượt trội, ôn định kích thước, khả năng chống trầy xước

và mài mòn phù hợp cho mục đích sử dụng đã đề cập Nejad và ctv (2013) đã xử lý

gỗ Maple và gỗ Hemlock trong dầu đậu nành ở nhiệt độ 180°C và sau đó phủ bằng hệthống sơn sàn gỗ gốc nước Các mẫu được phủ đã được thử nghiệm bằng các hóa chất

gia dụng như giám, mù tạt, sốt ca chua, dau thực vật, cà phê, axeton, ethanol và natri

hydroxit Kết quả cho thấy, trong khi duy trì độ bám dính lớp phủ ở mức chấp nhậnđược, gỗ được xử lý nhiệt bằng dầu có khả năng giữ mau, chống trầy xước và màimòn tốt hơn so với gỗ chưa được xử lý phủ

Bên cạnh san nhà, gỗ được biến tính nhiệt dau cũng thích hợp cho các ứng

dụng ngoài trời như tam ốp, đồ nội thất sân vườn, sản, hàng rào và đồ mộc bên ngoài (Kesik va ctv, 2015) Các nghiên cứu đã chi ra rằng gỗ được biến tính nhiệt dầu có

độ bền vượt trội chống lại nắm mốc và nắm mốc sau khi phơi ngoài trời trong 3 đến

5 năm (Palanti và ctv, 2011; Westin và ctv, 2006) Vì vậy, nó rất thích hợp cho cácứng dụng trên mặt đất ngoài trời Tuy nhiên, lớp phủ trên dầu đã qua xử lý nhiệt luônđược khuyến khích sử dụng cho các ứng dụng bên ngoài vì nó chống chịu thời tiết rấthiệu quả (Kesik va ctv, 2017) Vì việc biến tính nhiệt dau làm giảm kha năng thấm

ướt của bề mặt gỗ nên việc lựa chọn hệ thống phủ thích hợp là rất quan trọng dé dam

bảo độ bám dính chấp nhận được giữa lớp phủ và bề mặt gỗ ky nước Rapp và Sailer(2001) đã báo cáo rằng gỗ Thông và Vân sam được biến tính nhiệt dầu có khả năng

sơn tốt hơn đối với sơn gốc nước acrylic và hệ thống dựa trên dung môi alkyd so với

gỗ được biến tính nhiệt

Sự hiện điện của đầu trên bề mặt có thé ảnh hưởng xấu đến độ bám dính củalớp phủ Vì vậy, cần có một số phương pháp xử lý (Wang và Stirling, 2008) Chànhám có thể cải thiện độ bám đính của lớp phủ bằng cách tăng khả năng thâm ướt của

gỗ (Cooper và Ung, 2008) Khả năng kết dính tốt cũng được quan sát thấy ở gỗ được

xử lý nhiệt bằng dầu sau khi bảo (Rapp và Sailer, 2001) Tuy nhiên, xử lý nhiệt bằngdầu không hoàn toàn gây bat lợi cho độ bám dính của lớp phủ Trong một nghiên cứu

được thực hiện bởi Petric và ctv (2007), độ thắm ướt của gỗ Thông Scots đã qua xử

lý nhiệt bằng dầu được đo bằng hệ thống đường nước bên ngoài thương mại Trong

nghiên cứu của họ, mặc dù đặc tính ky nước của gỗ đã qua xử lý tăng lên, lớp phủ

gốc nước bên ngoài thé hiện đặc tính làm ướt tốt hơn nhiều trên gỗ đã qua biến tínhnhiệt dầu Phát hiện này mở ra khả năng ứng dụng hệ thống bề mặt nước thân thiệnvới môi trường trên gỗ biến tính cho các ứng dụng ngoài trời

2.2.7 Tông kết về biến tính nhiệt dầu

Phương pháp biến tính nhiệt dầu cho gỗ đã được nghiên cứu rộng rãi và đượccông nhận là một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường, nhằm cải thiệnmột số đặc tính chọn lọc của 26 Các quy trình xử lý khác nhau đã được vạch ra vaảnh hưởng của nó đến các tính chất vật lý, cơ học và sinh học của gỗ đã được báo

cáo.

1 Dau là môi trường gia nhiệt tốt giúp truyền nhiệt dé dàng và đồng đều vào cácmẫu gỗ và giúp gỗ không tiếp xúc với oxy trong quá trình xử lý

2 Hiệu quả của việc xử lý phụ thuộc nhiều vào loại đầu được sử dụng, quy trình xử

lý và cấu trúc gỗ Dầu khô được ưa chuộng hơn vì nó oxy hóa và polyme hóa nhanhhơn và tạo thành một lớp màng đàn hồi trên bề mặt gỗ để ngăn chặn sự hap thụ nước

Phương pháp xử lý cho phép giai đoạn làm mát trong bé dau được khuyến khích vì

sự xâm nhập của dau dé đàng xảy ra trong quá trình làm mát Gỗ có độ thấm caohơn có xu hướng cho kết quả tốt hơn

3 Nói chung, xử lý nhiệt bằng dau làm cho gỗ bị sam màu và khả năng quang hóa

tốt hơn so với gỗ chưa được xử lý Polysaccharides là thành phần gỗ bị ảnh hưởng

nhiều nhất trong khi lignin vẫn có khả năng chịu nhiệt độ cao tương đối Kết quả là

đạt được độ ôn định kích thước tốt hơn Độ bền cơ học tương đối tốt hơn được quan

sát thấy do điều kiện xử lý không có oxy và khả năng hấp thụ dầu cao Khả năngkháng nắm đã được cải thiện đáng ké trong khi khả năng kháng mối mọt có một sốphát hiện gây tranh cãi trong số các công trình được công bố

4 So với các phương pháp biến đôi gỗ khác, gỗ được xử lý trong dầu có độ ổn địnhkích thước vượt trội so với các mẫu được xử lý trong không khí nóng và nitơ

5 Gỗ được biến tính nhiệt dầu thích hợp làm sản và các ứng dụng ngoài trời nhưhang rào, nội thất sân vườn và tam ốp do kha năng chống âm và 6n định kích thướccũng như độ bền sinh học được tăng cường

2.3 Tổng quan về Dau rai

Cây dau rai (Dipterocarpus Alatus Roxb) cho ra sản phẩm dau nhựa, được gọi

là Dầu con rái (còn gọi là nhựa dầu rái hay là dầu rái) Dầu con rái là một loại nhựa

rất bền về mặt hoá học, chịu nước, có khả năng dùng dé làm chất chống thắm Dau

con rái có hoạt tính sinh học khá cao, trị được nhiều bệnh về ký sinh trùng, lở loéttrong y học Ngoài ra còn là một nguồn nguyên liệu thiên nhiên quý giá dé từ đóchuyên hoá, chế tạo thành các sản phẩm công nghiệp quan trọng như: thuốc chữa

bệnh, phụ gia sơn, chất chống thắm, chat biến tính polyme, chất phụ gia cho cao su ,

hoặc có thé dùng thay thé dầu trau, dầu thông khi cần thiết (Đào Hùng Cường, 2004)

2.3.1 Độ bền vật lý, hoá học của dầu con rái

Dâu con rái là một loại nhựa đặc có màu hơi nâu vàng, có độ bám dính tôt, cómùi thơm dầu thông Theo Đào Hùng Cường (2004) độ bền nhiệt của Dầu con rái

khá cao, đảm bảo được tiêu chuẩn của một phụ gia chống thấm, có độ bám dính rất

tốt khi tiếp xúc với các vật liệu silicat, đặc điểm này sẽ tạo điều kiện thuận lợi choviệc tạo nên các mối liên kết vững chắc giữa dầu con rái với vữa xi măng hoặc bêtông ngăn ngừa sự thấm ướt các công trình xây dựng Một số thông số vật lý cơ bảncủa dau con rai đã được thống kê như sau:

- Nhiệt độ hoá lỏng hoàn toàn ở áp suất thường: trên 100 °C

- Nhiệt độ sôi: 255 - 260°C.

- Khối lượng riêng: 2,658 (g/cm))

- Thành phần hoá học: hữu cơ - 99,4 %; vô cơ - 0,1 %; nước - 0,5 % Trong

thành phần hữu cơ, nhựa - 67 %; đầu - 33 %

2.3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật

Theo Đào Hùng Cường (2004) các chỉ tiêu kỹ thuật (chỉ số axit, chỉ số xàphòng hoá, chỉ số este hoá, chỉ số iot) của dau con rai bằng phương pháp chuan độ vàphương pháp oxi hoá - khử được trình bày trên bang 2.1.

Bảng 2 3: Một số chỉ tiêu kỹ thuật của dầu rái (Đào Hùng Cường, 2004)

STT Chỉ tiêu Giá trị

| Chỉ số axit 13,4

2 Chỉ số xà phòng hoá 2,8

3 Chi sé este hoa 8,6

P Luong nhựa không bi xa phòng #g

hoá (%)

5 Chi số iot 192

(Nguôn: Đào Hùng Cường, 2004)

Từ bảng 2.1, các nhận định sau đã được rút ra:

- Dầu con rái có chỉ số axit, chỉ số xà phòng hoá thấp, lượng nhựa không bị

xà phòng hoá rat cao va chỉ số iot khá cao

- Chỉ số axit, chỉ số xà phòng hoá thấp và lượng nhựa không bị xà phòng hoácao là những chỉ tiêu kỹ thuật rất tốt dé sử dụng dau con rai lam chất chống thấm vi

nó sẽ không bị kiềm phá huỷ trong thời gian sử dụng

- Chỉ số iot khá cao sẽ làm cho dầu chóng khô, tạo điều kiện thuận lợi trongquá trình thi công.

2.3.3 Độ bền môi trường

Theo Đào Hùng Cường (2004) độ bền môi trường qua khả năng hoà tan của

dầu con rái trong các loại hoá chất khác nhau được trình bày ở bảng 2.2

Bảng 2 4: Khả năng hoà tan của Dầu rái (Đào Hùng Cường, 2004)

Từ bảng 2.2, các nhận định sau đã được rút ra:

- Dâu con rái có độ bên rât cao dưới tác động của các tác nhân vô cơ: nước, axit, bazơ Day là một tính chat khá lý tưởng dé sử dụng Dâu con rai làm phụ gia

chống thấm

- Dầu con rái tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzen, toluen Tínhchất này sẽ tạo điều kiện rat thuận lợi dé pha chế các nhũ tương ứng dụng trong côngnghệ chống thấm

2.3.4 Kết luận

Từ những thông tin trên đây có thé khang định rằng Dau con rai là một hợpchất thiên nhiên có độ bên vật lý, hóa học cao, đáp ứng tốt các yêu cầu của một chấtphụ gia chống thấm

2.4 Tổng quan về gỗ Thông Loblolly

2.4.1 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của gỗ Thông Loblolly

Thông Loblolly là một loài gỗ quan trọng nhất trong số các loài ở miền NamHoa Kỳ, phát triển tốt trong các môi trường sống khác nhau dưới điều kiện môi trườngtrên phạm vi thuộc diện rộng.

Pham vi ban địa của Thông Loblolly kéo đài qua 14 tiểu bang từ miền namNew Jersey phía nam đến trung tâm Florida và phía tây đến phía đông Texas Nó baogồm đồng bằng Đại Tây Dương, cao nguyên Piedmont và phía nam các chỉ của caonguyên Cumberland, Highland Rim, thung lũng và các tinh Ridge của Cao nguyênAppalachian Thông Loblolly thì không phát triển tự nhiên ở vùng đồng bằng ngậplụt sông Mississippi và khan hiếm ở cát sâu, thô của đồng bằng Hạ Đại Tây Dương

và đồi cát ở Bắc và Nam Carolina Nó chỉ quan trọng ở các khu vực địa phương ởĐông Nam Georgia và miền bắc Florida Mặc dù cũng được trồng rộng rãi trên các

đồn điền, hoạt động tốt nhất dưới ánh nắng mặt trời đầy đủ trong đất trung bình đến

âm ướt, đất chua, thoát nước tốt thích hợp ở vùng khí hậu có mùa hè nóng âm và mùađông ôn hoà.

Khí hậu âm ướt, ôn đới ấm áp với mùa hè dài, nóng và mùa đông ôn hòa.Trung bình hang năm lượng mưa thay đổi từ 1020 đến 1520 mm Thời kỳ không

có sương giá thay đổi từ 5 tháng ở phần phía bắc của phạm vi đến 10 tháng đọc

theo các quốc gia ven biên phía nam Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ13°C đến 24°C (55° đến 75°F) Tăng trưởng tốt nhất là trên đất chua vừa phải đếnthoát nước bề mặt tốt, một lớp bề mặt kết cấu trung bình dày, và một lòng đất kết

cầu mịn Những loại đất này phô biến ở vùng cao của Đồng bằng Dai Tây Dương.

Bên cạnh đó chu trình dinh dưỡng của cây thông bao gồm chất dinh dưỡng

đầu vào từ phong hoá đất, lượng mưa, bụi phóng xạ khô, có định nitơ sinh học, chuyển

trong phức hợp đất thực vật và tốn that từ hệ thống thông qua rửa trôi Cả lượng chatdinh dưỡng trong các thành phần cây khác nhau và tốc độ truyền chất đinh dưỡng

thay đối theo kích thước cây, tuổi cây và điều kiện môi trường

2.4.2 Đặc điểm cấu tạo thô đại gỗ Thông Loblolly

Vòng sinh trưởng của Thông Loblolly được phân định rõ ràng bằng các dải gỗsớm màu nhạt và gỗ muộn sam màu được tạo ra mỗi năm Các dai này có thể có chiềurộng từ đưới 0,25 đến hon 1,50 cm Thân cây phát triển nhanh kích thích sản xuấtnhiều tế bảo gỗ có thành mỏng, đường kính lớn tạo thành các vòng sinh trưởng rộngvới tỷ lệ gỗ sớm cao Ngược lại, những cây có tán phát triển chậm tạo ra các tế bào

gỗ nhỏ, có thành dày và các vòng sinh trưởng hẹp với tỷ lệ gỗ muộn cao (Beckwith

và Shackelford, 1976).

Dác gỗ có màu gần như trắng đến hơi vàng hoặc trắng cam, từ mỏng đến rấtdày Gỗ lõi có thể bắt đầu hình thành bat cứ lúc nao giữa các cây nhưng thường không

có ranh giới riêng biệt giữa gỗ lõi và gỗ dát.Những cây phát triển nhanh có vùng dác

gỗ rộng hơn những cây phát triển chậm Phần nhựa đặc và các chất khác thấm vào

vách tế bào và lấp đầy các khoang tế bào khi cây già đi Những chất này làm cho gỗlõi có mau sam hơn dác gỗ rất nhiều (Schultz, 1997)

2.4.3 Một số tính chất cơ lý của gỗ Thông Loblolly

Bảng 2 5: Một số tính chất cơ lý của gỗ Thông Loblolly (Wood Database, 2020)STT Chỉ tiêu xác định Kết quả Đơn vị

6 Ung suấtuốn tinh 88,3 MPa

7 Mô-đun đàn hồi 12,3 GPa

8 Độ chịu nén song song thé gỗ 49,2 MPa

(Nguồn: Wood Database, 2020)2.4.4 Thanh phan hoa hoc của gỗ Thông Loblolly

Thanh phan hoá học gỗ Pinus taeda gồm holocellulose, lignin, chat trích ly,tro được trinh bay tai bang 2.6

Bang 2 6: Thanh phan hoá học của gỗ Thông Loblolly (Bellon va ctv, 2020)

STT Thanh phan hoa hoc Tỷ lệ (%)

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Đề tai tập trung nghiên cứu vào những nội dung sau:

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến một sé tính chat vật lýcủa gỗ Thông Loblolly sau khi xử lý bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến một số tính chất cơhọc của gỗ Thông Loblolly sau khi xử lý bằng hỗn hợp Dầu đậu nành tái chế và Dầu rái.3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Trong quá trình biến tính nhiệt dầu có rất nhiều yếu t6 ảnh hưởng đến chatlượng gỗ biến tính Trong đó, nhóm các yếu tô đầu vào gồm có nhiệt độ, thời gian,

loại gỗ, vị trí gỗ trên thân cây (gốc, thân, ngọn), loại nhựa dầu, độ 4m ban đầu, độ

tuổi cây, vùng sinh trưởng, kích thước mẫu Nhóm các yếu tố đầu ra là nhóm tínhchất cơ lý của gỗ

Căn cứ vào sự phân tích ảnh hưởng của các yếu tô và chỉ tiêu chất lượng gỗbiến tính mong muốn đạt được, căn cứ thông tin tham khảo từ các chuyên gia và từcác tài liệu liên quan, căn cứ kêt quả thí nghiệm thăm dò, đê tài chọn các thông sôđầu vào và đầu ra dé nghiên cứu như sau:

- Nhóm các yếu tô đầu vào:

+ Nhiệt độ xử lý, ký hiệu: T (°C).

+ Thời gian xử lý, ký hiệu: t (phut).

+ Các thông số còn lại được xem như là yếu tố ngẫu nhiên và cố định.

- Nhóm các yếu tố đầu ra:

+ Về tính chat vật lý, gồm có khối lượng riêng khô kiệt, hiệu suất chống hútnước, hiệu suất chống trương nở của gỗ sau biến tính

+ Về tính chất cơ học gồm có độ bền uốn tĩnh của gỗ sau biến tính

Mối quan hệ các thông số đầu vào và đầu ra được đánh giá và kiểm định bằng

phương pháp phân tích phương sai và định lượng bằng phương pháp phân tích hồiquy, hàm của bài toán được mô tả dưới dạng đa thức.

Mô hình nghiên cứu biến tính nhiệt dầu gỗ Thông Loblolly bằng hỗn hợp Dầuđậu nành tái chế và Dau rai được thé hiện ở hình 3.1

Trong đó: Xi, X2 là thông số đầu vào

Yi, Ya, Y3, Ya, là thông số đầu ra

Y1:Khéi lượng riêng khô kiệt (g/cm?)

Xi: Nhiệt độ xử lý (°C) Quá trình Y:: Hiệu suất chống hút nước(%)

ld r md Lệ laX2: Thời gian xử ly (phút) xử lý Y3: Hiệu suat chong trương nở (%)

Y4: Độ bền uốn tinh (MPa)

Hình 3 1: Mô hình nghiên cứu biến tính nhiệt dau gỗ Thông Loblolly

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được tiến hành theo phương pháp bề mặt

đáp ứng (RSM) kiểu phối hợp có tâm (CCD) với góc quay V2 Đề tìm ra các phương

trình tương quan, tiễn hành thực nghiệm mô hình thí nghiệm với 5 mức thí nghiệm làmức cơ sở (0), mức trên (+1), mức dưới (-1), hai mức điểm sao (+a, -a)

Giá trị cánh tay đòn là:

a = 2k/4 = 2?/* = 1,414 (3.1)

Trong đó: œ là giá trị tại mức điểm sao.

k là số thông số đầu vào

Số nghiệm thức ở phương án bậc hai bất biến quay cần phải tiễn hành là:

Bảng 3 1: Mức và khoảng biến thiên các thông số đầu vào

5 Mức điểm sao —a 108 71

6 Khoang bién thién Al 30 45

Phuong trình tương quan có dạng như sau:

Yi = bọ + DR i bị Xị + 3j<¡ by XiX; + Dy bị x? (3.3)

Trong đó: Y: Thông số đầu ra

xị, xj: Các thông số đầu vao

bo, bị, by: Hệ số hồi quy

Đề đưa phương trình về dạng thực, công thức sau đây sẽ được áp dụng:

Xj = (Xj — Xo) /Al (3.4)

Trong đó: x; là thong số dang mã hóa

X; là thông số đầu vào dạng thực

Xọ là giá trị mức cơ SỞ.

AI là khoảng biến thiên

Dựa vào công thức 3.1, công thức 3.2 và bảng 3.1, các thí nghiệm sẽ được bốtrí theo ma trận thí nghiệm bảng 3.2

Trình tự thí nghiệm diễn ra như sau:

Đối với mẫu xử lý biến tính:

; Xử ly nhiệt dau với ; Chuẩn bị —>| nghiệm thức khảo +} Can bing ảm (>) Xác định một số

mâu gỗ nghiệm tính chât cơ lý

Hình 3 2: Quy trình thực hiện thí nghiệm

Đối với mẫu đối chứng: Mẫu không xử lý với hóa chất và chất xúc tác nên

không có giai đoạn biên tính, thay vào đó là quá trình say khô kiệt va cân bang âm ởmôi trường nhất định như các mẫu biến tính Mẫu đối chứng sẽ được theo dõi cùngvới các mẫu biến tính trong quá trình đo đạc thực nghiệm

3.2.2.1 Chuẩn bị mẫu gỗ

Các mẫu gỗ được lấy từ phân xưởng sản xuất của công ty TNHH Timber

Phonenix đã được bóc vỏ, bào và xẻ có chiều đày 2§ mm, chiều rộng 100 mm, chiều

3.2.3 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của gỗ

3.2.3.1 Phương pháp xác định khối lượng riêng khô kiệt

Mẫu gỗ được gia công có kích thước chiều dày 20 mm, chiều rộng 20 mm,chiêu dai 30 mm.

Phương pháp xác định khối lượng riêng khô kiệt: Sau khi chuẩn bị mẫu xong

đặt mẫu đối chứng và xử lý biến tính nhiệt 4m vào tủ sấy và sấy ở nhiệt độ 103 + 2 °Ccho đến khi khối lượng mẫu và các kích thước không đổi Kiểm tra trị số không đổi

của mẫu bằng cách cân và đo lại hai ba lần Mẫu coi như sấy xong nếu khối lượng vàkích thước giữa hai lần cân và đo liên tiếp nhau không chênh lệch quá 0,2 % Các lầnkiểm tra cách nhau 8 giờ Khi khối lượng và kích thước mẫu không còn thay đối,ngừng say, sau đó làm nguội mẫu thử tiến hành cân và đo mẫu sau khi sấy dé xác

định kích thước và khối lượng khô kiệt

Khối lượng riêng khô kiệt được xác định theo công thức :

Do=mo/(axbxl) (g/cm)

Trong đó: Do: khối lượng riêng khô kiệt của mẫu gỗ (g/cm?)

mo : khối lượng của mẫu gỗ ở độ âm khô kiệt

ax bx1: các kích thước của mẫu gỗ khô kiệt3.2.3.2 Phương pháp xác định hiệu suất chống hút nước

Mẫu gỗ được gia công có kích thước chiều dày 20 mm, chiều rộng 20 mm,

chiêu dai 30 mm.

Phương pháp xác định hiệu suất chống hút nước: Sau khi chuẩn bị mẫu xongđặt mẫu đối chứng và xử lý biến tính nhiệt ẩm vào tủ say và say ở nhiệt độ 103 + 2 °Ccho đến khi khối lượng mẫu không đổi Kiểm tra trị số không đổi của mẫu bằng cáchcân lại hai ba lần Mẫu coi như sấy xong nếu khối lượng giữa hai lần cân liên tiếpnhau không chênh lệch quá 0,2% Các lần kiểm tra cách nhau 8 giờ Khi khối lượngmẫu không còn thay đối, ngừng sấy và tiến hành cân mẫu sau khi sấy dé xác địnhkhối lượng khô kiệt

Lay các mẫu sau khi cân xong bỏ vào trong một bình đựng nước cat Day kinbình có đựng mẫu và giữ nhiệt độ nước ở nhiệt độ phòng thí nghiệm Sau 7 ngày, lấymẫu ra cân dé xác định khối lượng Trước khi cân phải lau khô bề mặt của mẫu gỗ

Hiệu suất chống hút nước được tính theo công thức:

WRE = (WAac — WAp¿) x 100/WAqc (%)

Trong đó: WRE: Hiệu suất chống hút nước (%)

WAa.: Độ hút nước của mẫu gỗ trước khi biến tính (%)WAp: Độ hút nước của mẫu gỗ sau khi biến tính (%)

Độ hút nước (WA) của mẫu gỗ được xác định theo công thức:

WA = (m, — m,) x 100/m, (%)

Trong đó: m,: Khối lượng của mẫu gỗ sau khi ngâm nước 7 ngày (g)

mụ: Khối lượng của mẫu gỗ khô kiệt (g)Hiệu suất chống hút nước (WRE) là giá trị trung bình số học kết quả của tất cả

các mẫu thử trước và sau quá trình ngâm nước 7 ngày, chính xác đến một số thập

phân.

3.2.3.3 Phương pháp xác định hiệu suất chống trương nở

Mẫu gỗ được gia công có kích thước chiều dày 20 mm, chiều rộng 20 mm,

chiều đài 30 mm

Phương pháp xác định hiệu suất chống trương nở: Sau khi chuẩn bị mẫu xong

đặt mẫu đối chứng và xử lý biến tính nhiệt 4m vào tủ sấy và sấy ở nhiệt độ 103 + 2 °Ccho đến khi kích thước mẫu không đôi Kiểm tra trị số không đổi của mẫu bang cách

đo lại hai ba lần Mẫu coi như sấy xong nếu kích thước giữa hai lần đo liên tiếp nhaukhông chênh lệch quá 0,2 % Các lần kiểm tra cách nhau 8 giờ Khi kích thước mẫukhông còn thay đổi, ngừng sấy và tiến hành đo mẫu sau khi sấy để xác định kíchthước của mẫu gỗ

Lay các mau sau khi đo xong bỏ vao trong một bình đựng nước cất Day kinbình có đựng mẫu và giữ nhiệt độ nước ở nhiệt độ phòng thí nghiệm Sau 7 ngày, laymẫu ra đo dé xác định kích thước của mẫu gỗ ngâm nước Trước khi đo phải lau khô

bề mặt của mẫu gỗ

Hiệu suất chống trương nở ASE được xác định theo công thức :

ASE = (Se — Su) X 100/Sạc (%)Trong đó: Sac: Hiệu suất trương nở thể tích của mẫu gỗ đối chứng (%)

Sot : Hiệu suất trương nở thé tích của mẫu gỗ biến tính (%)

Hiệu suất trương nở thể tích (S) của mẫu gỗ được xác định theo công thức

S=(Vs—Vo) x100/Vo_ (%)

Trong đó: Vs: Thể tích của mẫu gỗ sau khi ngâm nước 7 ngày (cm?)

Vo : Thể tích của mẫu gỗ trước khi ngâm nước (mẫu khô kiệt) (em*)Hiệu suất chống trương nở (ASE) là giá trị trung bình số học kết quả của tất

cả các mẫu thử trước và sau quá trình ngâm nước 7 ngày, chính xác đến một số thậpphân.

3.2.3.4 Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh

Mẫu gỗ được gia công có kích thước 20 x 20 x 380 mm dé xác định ứng suất

uốn tĩnh (MOR) của mẫu gỗ theo tiêu chuẩn TCVN 13707-3 : 2023

3.4 Vật liệu và thiết bị thí nghiệm

3.4.1 Vật liệu

3.4.1.1 Gỗ Thông Loblolly

Mẫu gỗ Thông Loblolly được xẻ thanh với kích thước xấp xi 28 x 100 x 540

mm, sau đó mẫu gỗ Thông Loblolly được vận chuyển từ Công ty TNHH TimberPhoenix.