Nghiên cứu công nghệ biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng (Acacia mangiumWilld)

Nghiên cứu công nghệ biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng (Acacia mangiumWilld). Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam ứng dụng công nghệ biến tính nhiệt trong môi trường không khí để xử lý nâng cao tính ổn định kích thước gỗ Keo tai tượng.

1 MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu sử dụng đồ gỗ càng cao, trong khi nguồn tài nguyên gỗ ngày một cạn kiệt. Gỗ mọc nhanh rừng trồng đang được trồng rất nhiều ở các nước trên thế giới và ở Việt Nam. Tuy nhiên, chất lượng gỗ thấp, nhiều khuyết tật làm hạn chế phạm vi sử dụng. Việc nghiên cứu nâng cao chất lượng g ỗ rừng trồng dùng làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm mộc có giá trị cao là cấp thiết đặt ra. Biến tính gỗ nói chung hay biến tính nhiệt nói riêng là một trong những hướng chủ đạo hiện nay. Vì vậy, chúng tôi thực hiện luận án: “Nghiên cứu công nghệ biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium Willd)” Ý nghĩa khoa học Kết quả của Luận án là cơ sở khoa học, là tiền đề cho các nghiên c ứu tiếp theo trong việc xác định thông số công nghệ xử lý nhiệt độ cao cho gỗ Keo tai tượng nhằm nâng cao tính ổn định kích thước mà ít hoặc không làm ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tính chất công nghệ của loài gỗ này. Ý nghĩa thực tiễn Áp dụng công nghệ xử lý nhiệt độ cao để xử lý gỗ Keo tai tượng nhằm giải quyết về vấn đề chất lượng gỗ rừ ng trồng sử dụng trong sản xuất đồ mộc và hoàn toàn có thể đáp ứng được mục tiêu bảo vệ môi trường. Những đóng góp mới của luận án (1) Về công nghệ: Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu một cách hệ thống về ảnh hưởng của công nghệ xử lý nhiệt độ cao trong môi trường không khí áp suất thường đối với gỗ Keo tai tượng. (2) Về cơ s ở lý luận: Đã áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại để nghiên cứu sự thay đổi về kết cấu hóa học của gỗ nhằm giải thích hiện tượng biến đổi tính chất của gỗ do quá trình xử lý nhiệt độ cao gây nên. PHẦN I MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu về khoa học: Góp phần bổ sung cơ sở lý luận trong công nghệ xử lý gỗ bằng nhiệt độ cao, làm cơ sở cho việc xác định thông số công nghệ xử lý nhiệt độ cao cho gỗ Keo tai tượng. - Mục tiêu cụ thể: Xác định được thông số công nghệ hợp lý để xử lý gỗ Keo tai tượng bằng nhiệt độ cao trong môi trường không khí áp suất 2 thường; Xác định ảnh hưởng của xử lý nhiệt độ cao đến cấu trúc hóa học của gỗ Keo tai tượng. 1.2. Đối tượng nghiên cứu - Tổng quát: Công nghệ xử lý gỗ gỗ Keo tai tượng bằng nhiệt độ cao - Đối tượng nghiên cứu cụ thể: + Cấu tạo, cấu trúc hóa học và tính chất gỗ keo tai tượng + Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi v ề cấu tạo và cấu trúc hóa học của gỗ Keo tai tượng. + Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi về tính chất của gỗ Keo tai tượng. + Cơ chế biến tính nhiệt độ cao đối với gỗ Keo tai tượng. + Thông số công nghệ chủ yếu khi xử lí gỗ Keo tai tượng ở nhiệt độ cao. + Các yếu tố thay đổi: Hai yếu tố thay đổi là nhi ệt độ và thời gian và được tiến hành nghiên cứu với kế hoạch thực nghiệm đơn yếu tố và kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố với các cấp nhiệt độ và thời gian khác nhau. 1.3. Nội dung nghiên cứu 1.3.1. Xác định cấu tạo, cấu trúc hóa học và tính chất gỗ Keo tai tượng 1.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi về cấu t ạo và cấu trúc hóa học của gỗ Keo tai tượng. 1.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi về tính chất của gỗ Keo tai tượng. 1.3.4. Nghiên cứu xác định cơ chế biến tính gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp biến tính nhiệt độ cao; 1.3.5. Nghiên cứu xác định một số thông số công nghệ chủ yếu khi xử lí gỗ Keo tai tượng ở nhiệt độ cao. 1.4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu Luận án chỉ nghiên cứu xác định mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian biến tính đến các chỉ tiêu chất lượng (vật lý, cơ học) gỗ keo tai tượng. 1.5. Địa điểm nghiên cứu: Tại Tỉnh Hà Giang, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam 1.6. Phương pháp nghiên cứu 3 1.6.1. Phương pháp kế thừa Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về biến tính gỗ bằng nhiệt độ cao. 1.6.2. Phương pháp thực nghiệm 1.6.2.1. Nghiên cứu tính chất vật lý, hoá học, tính chất cơ học Chọn rừng, chọn cây, cắt khúc, lấy mẫu và xác định tính chất cơ, vật lý của gỗ theo các tiêu chuẩn từ TCVN 355-70 đến TCVN 370-70). 1.6.2.2. Nghiên cứu biến tính gỗ Keo tai tượng Phương pháp thự c nghiệm gồm: kế hoạch thực nghiệm đơn yếu tố và kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố. * Thực nghiệm đơn yếu tố: + Nghiên cứu quy luật biến đổi tính chất theo nhiệt độ xử lý sẽ chọn thời gian xử lý là 6 giờ, và nhiệt độ thay đổi theo các cấp T ( o C): 170; 180; 190; 200; 210. + Nghiên cứu quy luật biến đổi tính chất theo thời gian xử lý sẽ chọn thời nhiệt độ xử lý là 190 o C, và thời gian xử lý thay đổi theo các cấp t (giờ): 2; 4; 6; 8; 10. * Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố Mục đích là nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến chất lượng gỗ Keo tai tượng. Các mức thí nghiệm được trình bày trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Các mức và bước thay đổi các thông số thí nghiệm Các mức thí nghiệm Yếu tố ảnh hưởng -α - 0 + +α Khoảng biến thiên Nhiệt độ ( o C) 170 180 190 200 210 10 Thời gian duy trì nhiệt độ max (h) 2 4 6 8 10 2 PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2.1. Cơ chế biến đổi khối lượng thể tích gỗ Ba thành phần chính tạo nên vách tế bào là Cellulose, Hemicellulose và Lignin xảy ra phản ứng nhiệt giải, tạo ra các phân tử có kích thước nhỏ 4 hơn có khả năng bay hơi như: nước, acetic acid, methanol, fucfuranđehyt… những chất này bị bay hơi trong quá trình xử lý nhiệt, dẫn đến khối lượng vật chất trong vách tế bào gỗ suy giảm nghiêm trọng, từ đó làm thay đổi trọng lượng gỗ, và làm giảm khối lượng thể tích gỗ. 2.2. Cơ chế biến đổi tính ổn định kích thước gỗ Trong cấu trúc vách tế bào, một bộ phận nhóm –OH trong phân tử Cellulose ở vùng vô định hình hình thành liên kết hydro và bộ phận còn lại tồn tại trong trạng thái tự do. Nhóm –OH tự do là nhóm chức cực tính, dễ kết hợp với phân tử nước tạo ra liên kết hydro, đây là nguyên nhân chính tạo ra tính hút ẩm của phân tử Cellulose. Hiện tượng co rút, dãn nở phát sinh khi gỗ trong trạng thái chưa bão hòa, nguyên nhân chính là do nhóm –OH tự do của cellulose trong vùng vô định hình hút ẩm và tạo ra liên kết hydro. Sau khi phân tử nước vào trong vách tế bào sẽ làm cho khoảng cách giữa các mixel cellulose tăng lên, lúc này gỗ ở trong trạng thái dãn nở, làm cho kích thước của gỗ không ổn định. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng hút ẩm của Hemicellulose là lớn nhất, sau đó đến Lignin và cuối cùng là Cellulose. 2.3. Cơ chế biến đổi tính chất cơ học của gỗ Trong gỗ, Hemicellulose có tác dụng kết dính, tạo ra khả năng chịu cắt của gỗ, sự phá hoại của gỗ do ngoại lực tác dụng chủ yếu do mixel cellulose và các ch ất điền đầy (Hemicellulose và Lignin) bị cắt đứt hoặc bẻ gãy tạo ra. Sau khi xử lý nhiệt polisaccarit bị tổn thất, nhưng chủ yếu là Hemicellulose, vì Hemicellulose có tính nhạy cảm với nhiệt cao hơn cellulose nhưng tính bền nhiệt lại kém. Sự thay đổi và tổn thất của Hemicellulose không những làm giảm tính dẻo dai của gỗ mà còn làm cho khả năng chịu uốn, độ cứng và tính chịu mài mòn của gỗ giảm xuống. Theo nghiên c ứu, sự phân giải của Hemicellulose khi chịu tác dụng của nhiệt độ cao. Khi gỗ chịu tác dụng của nhiệt độ, đầu tiên Hemicelluloses phát sinh phản ứng nhiệt giải và phản ứng tách nhóm acetyl, tạo thành acetic acid, methanol và các chất bay hơi khác, khi nhiệt độ tăng lên, phản ứng nhiệt giải Hemicelluloses càng trở nên kịch liệt tiếp tục tạo thành các đường đơn, do phản ứng nhiệt giải đã làm giảm hàm lượng Hemicelluloses trong gỗ . Nhiệt độ cao làm giảm lượng nước trong vùng vô định hình gây ra sự phân giải của cellulose trong vùng vô định hình và phản ứng tái tổ hợp, từ đó làm tăng độ kết tinh của gỗ. Nhiệt độ cao làm Hemicelluloses phân giải thành các vật chất đều có tính hút nước kém hơn so với Hemicelluloses gốc, ngoài ra cùng với hàm lượng nhóm –OH giảm xuống đã làm cho tính hút ẩm và hút nước của gỗ giảm rõ rệt, kết quả đã làm giảm độ ẩm thăng bằng của 5 gỗ, làm tăng tính ổn định kích thước gỗ nhưng đồng thời đã làm cho cường độ chịu lực của gỗ cũng giảm xuống. Trong vách tế bào cellulose là vật chất tương đối ổn định, cellulose xảy ra phản ứng nhiệt giải ở nhiệt độ trong khoảng 300-375 o C. Khi phản ứng nhiệt giải xảy ra, bộ phận liên kết C-O trong phân tử đường của cellulose bị cắt đứt, đặc biệt là trong môi trường nước và môi trường acid, sản phẩm đặc trưng là levoglucosan xuất hiện ở 300oC, khi ở nhiệt độ khoảng 250oC chỉ xuất hiện một lượng nhỏ. Quá trình nhiệt giải của cellulose như Hình 2.6. Do cellulose và Hemixcelluloses đan xen nhau, khi Hemicelluloses phân giải tạo ra môi trường acid đã làm ảnh hưởng nh ất định đến tính ổn định của cellulose. Ngoài ra, khi gỗ chịu tác động của nhiệt độ đã sản sinh ra rất nhiều vật chất có tính acid như: acetic acid và formic acid đã làm cho sự phân giải của gỗ càng mãnh liệt hơn. Lignin và polysacarit kết hợp với nhau tạo thành vách tế bào gỗ, Lignin có tác dụng như chất điền đầy và tạo độ cứng trong gỗ. Giữa các tế bào trong gỗ hay giữa các sợi gỗ liên k ết với nhau dưới hình thức liên kết tầng. Tầng gian bào trong gỗ chủ yếu do Lignin hình thành. Từ các phân tích ở trên có thể thấy, xử lý gỗ trong phạm vi nhiệt độ 120-230 o C, do sự thay đổi các thành phần cấu tạo gỗ đã dẫn đến tính chất vật lý, cơ học, khả năng chống vi sinh vật cũng như độ bền và tính chất công nghệ của gỗ có sự thay đổi đáng kể. PHẦN III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Kết quả thực nghiệm quy hoạch đơn yếu tố 3.1.1. Ảnh hưởngđến biến đổi độ t ổn hao kích thước + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ tổn hao kích thước: y = -0,0089x2 + 0,176x + 1,10 R² = 0,93 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và độ tổn hao kích thước: y = 0,0004x2 - 0,12x + 9,36 R² = 0,97 Qua kết quả có thể thấy, tỉ lệ tổn hao kích thước của gỗ tăng lên khi tăng nhiệt độ xử lý và kéo dài thời gian xử lý theo quy luật hàm bậc 2 với mức độ quan hệ rất chặt (R2 > 0,9). Từ kết quả thí nghiệm có thể th ấy rằng, nhiệt độ xử lý và thời gian xử lý có ảnh hưởng rõ rệt đến sự thay đổi kích thước của gỗ. 3.1.2. Ảnh hưởng đến độ tổn hao khối lượng Mối quan hệ này được thể hiện thông qua phương trình tương quan sau: 6 + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ tổn hao khối lượng: y = -0,027x2 + 0,64x + 5,34 R² = 0,95 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và độ tổn hao khối lượng: y = 0,0028x2 - 0,88x + 73,68 R² = 0,96 Qua kết quả có thể thấy, tỉ lệ tổn hao khối lượng của gỗ tăng lên khi tăng nhiệt độ xử lý và kéo dài thời gian xử lý theo quy luật hàm bậc 2 với mức độ quan hệ rất chặt (R2 > 0,9). Từ kết quả thí nghiệm có th ể thấy rằng, nhiệt độ xử lý và thời gian xử lý có ảnh hưởng rõ rệt đến sự thay đổi khối lượng của gỗ. 3.1.3. Ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước Hệ số chống trương nở là tỉ lệ giảm của tỉ lệ trương nở thể tích gỗ sau xử lý so với gỗ trước khi xử lý [58]. Mối quan hệ này được th ể hiện thông qua phương trình tương quan sau: + Phương trình tương quan giữa thời gian và hệ số chống trương nở: y = -0,23x2 + 4,70x + 9,61 R² = 0,98 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và hệ số chống trương nở: y = 0,0145x2 - 4,81x + 418,58 R² = 0,97 Qua kết quả có thể thấy, hệ số chống trương nở của gỗ Keo tai tượng đã qua xử lý nhiệt tăng lên khi tăng nhiệt độ xử lý và kéo dài thời gian xử lý. 3.1.4. Ảnh hướng đến hiệu suất chống hút nước Mối quan hệ này được thể hiện thông qua phương trình tương quan sau: + Phương trình tương quan giữa thời gian và hiệu suất chống hút nước: y = 0,008x2 + 0,21x + 11,95 R² = 0,97 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và hiệu suất chống hút nước: y = -0,003x2 + 1,43x - 147,99 R² = 0,97 Mẫu xử lý với nhiệt độ cao và thời gian dài thì khả năng hút nước của gỗ giảm xuống rõ rệt. Nguyên nhân là do khả năng hút nước của g ỗ phụ thuộc vào cấu tạo và các thành phần trong gỗ. Gỗ có thể bị loại bỏ một số chất chiết suất, hoặc Hemicellulose trong gỗ bị phân giải dưới tác dụng nhiệt độ cao, thời gian xử lý dài, dẫn đến làm giảm số lượng nhóm hydroxyl (-OH) có trong gỗ, làm giảm khả năng hút nước vào gỗ. 3.1.5. Ảnh hưởng đến cường độ nén dọc thớ Mối quan hệ này đượ c thể hiện thông qua phương trình tương quan sau: 7 + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ tăng cường độ nén dọc thớ: y = 0,017x2 + 0,77x + 8,39 R² = 0,95 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và độ tăng cường độ nén dọc thớ: y = 0,0044x2 - 1,29x + 102,2R² = 0,99 Kết quả thí nghiệm cho thấy, cường độ nén dọc của gỗ đã qua xử lý nhiệt cao hơn so với gỗ đối chứng. 3.1.6. Ảnh hưởng đến độ bền uốn tĩnh Độ bền u ốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng sau khi xử lý nhiệt giảm đi so với gỗ đối chứng. Mối quan hệ này được thể hiện thông qua phương trình tương quan sau: + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ giảm độ bền uốn tĩnh: y = -0,09x2 + 2,02x + 2,70 R² = 0,96 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và độ giảm độ bền uốn tĩnh: y = 0,009x2 - 2,89x + 236,01 R² = 0,97 Mẫu gỗ sau khi xử lý có độ bền uốn t ĩnh nhỏ hơn so với mẫu chưa xử lý, hơn nữa khi tăng nhiệt độ và kéo dài thời gian xử lý nhiệt thì độ bền uốn tĩnh giảm xuống. Độ giảm độ bền uốn tĩnh có thể lên tới trên 20%. 3.1.7. Quy luật biến độ mô đun đàn hồi + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ giảm mô đun đàn hồi uốn tĩnh: y = -0,06x2 + 1,04x + 4,07 R² = 0,89 + Phương trình tươ ng quan giữa nhiệt độ và độ giảm mô đun đàn hồi uốn tĩnh: y = 0,0035x2 - 1,06x + 82,93 R² = 0,95 3.1.8. Quy luật biến đổi khả năng dán dính của gỗ do xử lý nhiệt Gỗ sau khi xử lý nhiệt có độ bền kéo trượt màng keo thấp hơn so với mẫu gỗ đối chứng, và cường độ này giảm xuống khi kéo dài thời gian và tăng nhiệt độ xử lý. Mối quan hệ này được thể hiện thông qua phương trình t ương quan sau: + Phương trình tương quan giữa thời gian và độ giảm độ bền kéo trượt màng keo: y = -0,09x2 + 1,69x + 9,96R² = 0,96 + Phương trình tương quan giữa nhiệt độ và độ giảm độ bền kéo trượt màng keo: y = 0,0041x2- 1,06x + 69,83R² = 0,97 3.2. Kết quả thực nghiệm quy hoạch đa yếu tố 8 3.2.1. Ảnh hưởng đến tổn hao khối lượng Áp dụng phương pháp thống kê mô tả tính được các trị số trung bình giữa các lần thí nghiệm và dung lượng mẫu đã chọn (10 mẫu/thí nghiệm với 3 lần lặp, tổng cộng 30 mẫu cho một chỉ tiêu) thu được kết quả như biểu đồ hình 3.17. 0 2 4 6 8 10 12 14 170, 6h 180, 4h 180, 8h 190, 2h 190, 6h 190, 10h 200, 4h 200, 8h 210, 6h Độ tổn hao khối lượng gỗ (%) Hình 3.17. Độ tổn hao khối lượng (ML) của gỗ Keo tai tượng xử lý với các chế độ khác nhau Từ hình 3.17 ta thấy, độ tổn hao khối lượng của mẫu gỗ sau khi xử lý tăng lên khi thời gian xử lý kéo dài và nhiệt độ xử lý tăng lên. Độ tổn hao khối lượng cao nhất có thể tới 14%. Phương trình tương quan giữa nhiệt độ (T) và thời gian xử lý (t) với độ tổn hao khối lượng (ML – mass loss): ML =126,06–1,47T + 0,0044T2 – 0,85t + 0,0065Tt – 0,0035t2 Mối tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tổn hao khối lượng thể hiện trong hình 3.18. 9 R² = 0.948 4 6 8 10 12 14 4 6 8 101214 Gi á t r ị hồi quy, % Gi á t r ị thực nghiệm, % Hình 3.18. Đồ thị tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tổn hao khối lượng Dữ liệu trong Hình 3.18 cho thấy giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy có quan hệ rất chặt chẽ (R2 > 0,9) theo hàm số y = x. 3.2.2. Ảnh hưởng đến độ tổn hao kích thước Kết quả phân tích thống kê độ tổn hao kích thước của mẫu gỗ sau khi xử lý nhiệt được thể hiệ n trong hình 3.19. 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 170, 6h 180, 4h 180, 8h 190, 2h 190, 6h 190, 10h 200, 4h 200, 8h 210, 6h Độ tổn hao kích thước gỗ (DL), % Hình 3.19. Độ tổn hao kích thước (DL) của gỗ Keo tai tượng xử lý với các chế độ khác nhau Phương trình tương quan giữa nhiệt độ (T) và thời gian xử lý (t) với độ tổn hao kích thước (DL – dimension loss): DL =30,81– 0,349T + 0,001T2 – 0,436t + 0,0027Tt + 0,0049t2 Mối tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tổn hao kích thước thể hiện trong hình 3.20. 10 R² = 0.9641 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.511.522.53 Gi á t r ị hồi quy, % Gi á t r ị thực nghiệm, % Hình 3.20. Đồ thị tương quan giữa giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy của độ tổn hao kích thước Dữ liệu trong Hình 3.20 cho thấy giá trị thực nghiệm và giá trị hồi quy có quan hệ rất chặt chẽ (R2 > 0,9) theo hàm số y = x. 3.2.3. Ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước Kết quả phân tích thống kê hệ số chống trương nở của mẫu gỗ sau khi xử lý nhiệt đượ c thể hiện trong hình 3.21. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 170, 6h 180, 4h 180, 8h 190, 2h 190, 6h 190, 10h 200, 4h 200, 8h 210, 6h Hệ số chống trương nở, % Hình 3.21. Hệ số chống trương nở (ASE) của gỗ Keo tai tượng xử lý với các chế độ khác nhau Phương trình tương quan giữa nhiệt độ (T) và thời gian xử lý (t) với hệ số chống trương nở (ASE): ASE =257,74–3,505T + 0,0115T2 + 4,035t + 0,003Tt – 0,19t2 [...]... dính của gỗ xử lý nhiệt qua xác định độ bền kéo trượt màng keo cho thấy, gỗ sau khi xử lý nhiệt có độ bền kéo trượt màng keo thấp hơn gỗ chưa xử lý, độ bền kéo trượt màng keo có thể giảm tới 25% - Gỗ sau khi xử lý nhiệt đã khắc phục được nhược điểm của gỗ Keo tai tượng đó là nâng cao được tính ổn định kích thước Nhưng cùng với đó là một số tính chất cơ học của gỗ giảm xuống (2) Thông số công nghệ hợp... chất cơ học của gỗ giảm xuống (2) Thông số công nghệ hợp lý để xử lý nhiệt gỗ Keo tai tượng Sau khi giải bài toán tối ưu, luận án đã xác định được thông số công nghệ xử lý hợp lý cho gỗ Keo tai tượng là: - Nhiệt độ: T = 191,25 oC - Thời gian: t = 5,78 h Với thông số tối ưu trên các chỉ tiêu chất lượng tính toán của gỗ Keo tai tượng xử lý nhiệt như sau: ML = 8.01 %; DL = 1,26 %; ASE = 28,33% ; WRE = 15%... 1 Kết luận (1) Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến tính chất gỗ - Kích thước và khối lượng của gỗ Keo tai tượng sau khi xử lý nhiệt giảm xuống khi tăng nhiệt độ và kéo dài thời gian xử lý nhiệt Độ tổn hao kích thước gỗ có thể tới 3%, độ tổn hao khối lượng gỗ có thể tới 14% Đây sẽ là cơ sở để xác định kích thước phôi trước khi đưa và xử lý - Gỗ Keo tai tượng sau khi xử lý nhiệt có độ ổn định kích thước khá... xác định độ kết tinh của xenlulo trong gỗ bằng XRD Đặc trưng phổ XRD của mẫu gỗ Keo tai tượng trước và sau khi xử lý được thể hiện trong hình 4.48 27 Hình 3.48 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu gỗ Keo tai tượng trước và sau khi xử lý nhiệt Kết quả thể hiện trong Bảng 3.7 Bảng 3.7 Độ kết tinh của cellulose trong gỗ Keo tai tượng xử lý ở các chế độ khác nhau Chế độ xử lý Nhiệt độ, o C Thời gian, h ĐC Độ kết... sở kết quả của Luận án, tiếp tục nghiên cứu đặc điểm sinh học của gỗ xử lý nhiệt về khả năng kháng nấm và các vi sinh vật có hại cho độ bền của gỗ rừng trồng mọc nhanh 31 CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ 1 Nguyễn Trung Hiếu, Trần Văn Chứ Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng trồng tại Hà Giang Tạp chí Khoa học & Công nghệ Lâm nghiệp, số 2-2013, trang... C-H của nhóm methyl và methylene 3418,3 0,736 O-H a S: syringyl; G: guaiacyl (2) Phổ hồng ngoại của gỗ Keo tai tượng xử lý nhiệt Số sóng và độ hấp thụ của các loại nhóm chức trong gỗ Keo tai tượng đã xử lý nhiệt xác định qua phổ hồng ngoại được thể hiện trong Bảng 3.3 19 Từ kết quả cho thấy, về gỗ Keo tai tượng chưa xử lý và đã xử lý có số lượng các đỉnh (peak) như nhau Tuy nhiên, có sự khác biệt khá... xử lý nhiệt đến cấu tạo hiển vi của gỗ Kết quả quan sát cho thấy về cơ bản hình dạng của các tế bào gỗ chính cấu tạo nên gỗ Keo tai tượng như: Mạch gỗ, sợi gỗ, tia gỗ không có thay đổi nhiều Thành phần bị biến đổi lớn nhất đó là lỗ thông ngang trên vách tế bào mạch gỗ Đối với mẫu gỗ sau khi xử lý, hệ thống lỗ thông ngang không còn nguyên vẹn Hình ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét của mẫu gỗ trước... sau xử lý theo thời gian ngâm nước Qua kết quả có thể thấy thấy, độ hút nước của gỗ Keo tai tượng chưa xử lý và mẫu gỗ đã xử lý có sự khác biệt rõ rệt Kết quả thí nghiệm xác định 12 Hiệu suất chống hút nước, % tính hút nước của gỗ Keo tai tượng cho thấy, mẫu xử lý với nhiệt độ cao và thời gian dài thì khả năng hút nước của gỗ giảm xuống rõ rệt 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00... năng dán dính của gỗ do xử lý nhiệt Độ bền kéo trượt màng keo của mẫu gỗ sau khi xử lý nhiệt được thể hiện trong hình 3.32 Độ giảm giảm độ kền kéo trượt màng keo, % 30 25 20 15 10 5 0 170, 6h 180, 4h 180, 8h 190, 2h 190, 6h 190, 10h 200, 4h 200, 8h 210, 6h Hình 3.32 Độ giảm độ bền kéo trượt màng keo của gỗ Keo tai tượng xử lý với các chế độ khác nhau Phương trình tương quan giữa nhiệt độ (T) và thời... hiệu suất chống hút nước (WRE) của gỗ Keo tai tượng sau khi xử lý tăng không nhiều, chỉ dưới 20% - Một số tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng sau khi xử lý cũng có sự thay đổi Trong đó, độ bền nén dọc thớ tăng lên khi nhiệt độ xử lý và thời gian xử lý tăng, tối đa có thể tăng đến 20-25% Tuy nhiên, độ bền uốn tĩnh 29 và mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ giảm xuống khi tăng nhiệt độ và thời gian xử lý; độ . về tính chất của gỗ Keo tai tượng. 1.3.4. Nghiên cứu xác định cơ chế biến tính gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp biến tính nhiệt độ cao; 1.3.5. Nghiên cứu xác định một số thông số công nghệ. tính chất gỗ keo tai tượng + Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi v ề cấu tạo và cấu trúc hóa học của gỗ Keo tai tượng. + Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi về tính chất của gỗ Keo tai. của xử lý nhiệt độ cao đến cấu trúc hóa học của gỗ Keo tai tượng. 1.2. Đối tượng nghiên cứu - Tổng quát: Công nghệ xử lý gỗ gỗ Keo tai tượng bằng nhiệt độ cao - Đối tượng nghiên cứu cụ thể: