Nghiên cứu mối quan hệ giữa việc xử lý ổn định kích thước đến tính chất cơ học, vật lý và công nghệ của gỗ keo lá tràm (acacia auriculiformis) đã xử lý chậm cháy

i LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu Trường Đại học Lâm nghiệp theo chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Kỹ thuật máy, thiết bị công nghệ gỗ, giấy khoá 2010-2012, nhận quan tâm, giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Nhân dịp hoàn thành luận văn, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Mạnh Tường tận tình giúp đỡ hướng dẫn trình học tập, nghiên cứu hoàn thiện luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, thầy cô giáo cán khoa Sau đại học, khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thực nghiệm chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng, Trung tâm thí nghiệmthực hành khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thư viện Trường Đại học Lâm Nghiệp tận tình giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp dành động viên, giúp đỡ hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Trung Hiếu ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.1 Các nghiên cứu xử lý ổn định kích thước 1.1.2 Các nghiên cứu xử lý chậm cháy 10 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 14 1.2.1 Các nghiên cứu ổn định kích thước 14 1.2.2 Các nghiên cứu xứ lý chậm cháy 16 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Mục tiêu 18 2.1.1 Mục tiêu tổng quát 18 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 18 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 18 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 18 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 18 2.3 Nô ̣i dung nghiên cứu 19 2.4 Phương pháp nghiên cứu 20 2.4.1 Phương pháp lý thuyết 20 2.4.2 Phương pháp thực nghiệm 20 2.4.3 Phương pháp thống kê toán học 28 2.5 Ý nghĩa luận văn 28 2.5.1 Ý nghĩa khoa học 28 2.6.2 Ý nghĩa thực tiễn 29 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 30 3.1 Thành phần hóa học gỗ 30 3.2 Cơ chế biến tính gỗ chất chậm cháy MAP 38 3.3 Ảnh hưởng chất chậm cháy MAP đến tính chất gỗ 41 3.3.1 Ảnh hưởng đến cường độ học gỗ 41 3.3.2 Ảnh hưởng đến tính hút ẩm gỗ 43 3.3.3 Ảnh hưởng đến tính dán dính gỗ 44 iii 3.3.4 Ảnh hưởng đến tính chịu ăn mòn 44 3.3.5 Ảnh hưởng đến tính trang sức gỗ 45 3.3.6 Khả trì MAP gỗ 45 3.4 Cơ chế biến đổi tính chất gỗ biến tính nhiệt 46 3.4.1 Cơ chế biến đổi khối lượng thể tích gỗ 46 3.4.2 Cơ chế biến đổi tính ổn định kích thước gỗ 46 3.4.3 Cơ chế biến đổi tính chất học gỗ 49 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 4.1 Các đặc điểm gỗ Keo tràm 56 4.1.1 Đặc điểm gỗ Keo tràm 56 4.1.2 Một số tính chất chủ yếu 57 4.2 Kết thực nghiệm 58 4.2.1 Sự biến đổi nhiệt độ môi trường xử lý giai đoạn làm nóng sấy gỗ 58 4.2.2 Tỉ lệ tổn hao khối lượng mẫu gỗ sau trình xử lý (ML) 59 4.2.3 Tính ổn định kích thước gỗ 62 4.2.4 Tỉ lệ hút nước (WA) hiệu suất chống hút nước (WRE) gỗ 63 4.2.5 Khối lượng thể tích 65 4.2.6 Cường độ uốn tĩnh 66 4.2.7 Cường độ nén dọc thớ 68 4.2.8 Khả dán dính (thí nghiệm kéo trượt màng keo) 70 4.2.9 Khả chậm cháy 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tên gọi Đơn vị T Nhiệt độ t Thời gian  Khối lượng thể tích ASE Hệ số chống trương nở % WRE Hiệu suất chống hút nước % ms Khối lượng mẫu sau ngâm g mo Khối lượng mẫu khô kiệt g T1 Hút nước trung bình mẫu đối chứng % T2 Hút nước trung bình mẫu xử lý % 10 ac (v) Trương nở thể tích trung bình mẫu đối chứng % 11 at (v) Trương nở thể tích trung bình mẫu xử lý % 12 Vs Thể tích mẫu sau ngâm cm3 13 V0 Thể tích mẫu sau sấy cm3 14 MOR Cường độ uốn tĩnh MPa 15 CS Cường độ nén dọc thớ MPa 16 SS Cường độ kéo trượt màng keo MPa o C h g/cm3 v DANH MỤC CÁC BẢNG TT 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Tên bảng Một số tính chất hoá học gỗ Keo tràm Kết xác định tỉ lệ tổn hao khối lượng trình xử lý nhiệt Kết xác định hệ số chống hút nước gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định hiệu suất chống hút nước (%) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định Khối lượng thể tích gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định cường độ uốn tĩnh (MOR, MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định cường độ nén dọc (CS, MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định cường kéo trượt màng keo (MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Kết xác định tỉ lệ giảm khối lượng cháy (%) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác Trang 58 59 62 64 65 67 68 70 72 vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT 2.1 Tên hình Sơ đồ công nghệ biến tính nhiệt độ cao cho gỗ Keo tràm Trang 21 qua xử lý chậm cháy 2.2 Thiết bị xử lý nhiệt 23 2.3 Hình ảnh tiến hành thử độ bền uốn tĩnh 26 2.4 Hình ảnh tiến hành thử độ bền kéo trượt màng keo 26 2.5 Thiết bị xác định hiệu bảo vệ chống cháy vật liệu 28 gỗ sau xử lý hoá chất chống cháy 3.1 Thành phầ n hóa ho ̣c gỗ 30 3.2 Phân tử Xenlulo 34 3.3 Hệ thống liên kết hydro phân tử Xenlulo 34 3.4 Liên kết hydro phân tử Xenlulo 35 3.5 Liên kết hyđrô phân tử Xenlulo trương nở 36 nước 3.6 Sự thay đổi liên kết hydro phân tử Xenlulo 49 trình xử lý nhiệt 3.7 Quá trình phân giải nhiệt Hemixelulo gỗ 51 3.8 Quá trình nhiệt giải Xenlulo 53 3.9 Cơ chế phản ứng gỗ trình xử lý nhiệt 55 4.1 Sự thay đổi thời gian nhiệt độ môi trường xử lý giai 59 đoạn làm nóng gỗ 4.2 Mối quan hệ tỉ lệ tổn hao khối lượng (ML) thời gian 60 xử lý nhiệt gỗ Keo tràm 4.3 Mối quan hệ ASE thời gian xử lý nhiệt gỗ Keo tràm không xử lý xử lý chậm cháy 62 vii 4.4 Quan hệ chế độ xử lý tỉ lệ hút nước gỗ Keo 63 tràm 4.5 Quan hệ chế độ xử lý hệ số chống hút nước gỗ 64 Keo tràm 4.6 Quan hệ chế độ xử lý Khối lượng thể tích gỗ 66 Keo tràm 4.7 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ uốn tĩnh 67 gỗ Keo tràm 4.8 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ nén dọc 69 thớ gỗ Keo tràm 4.9 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ kéo trượt 71 màng keo gỗ Keo tràm 4.10 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm khối lượng cháy gỗ Keo tràm 73 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển xã hội loài người, từ xưa đến gỗ loại vật liệu thân thiện với môi trường sử dụng nhiều lĩnh vực như: nông nghiệp, công nghiệp, xây dựng, kiến trúc, hóa chất… Vật liệu gỗ có khả ứng dụng cao hàng loạt ưu điểm có hệ số phẩm chất cao, mềm, dễ gia công, có màu sắc, vân thớ đẹp, dễ trang sức, Nhưng bên cạnh đó, gỗ tồn nhiều nhược điểm dễ bị sâu, nấm phá hoại; dễ cháy gỗ cấu tạo từ nguyên tố có khả cháy Cacbon, Hydro, Oxy Ngoài ra, gỗ có khả hút nhả ẩm tiếp xúc với môi trường bên gây co rút, dãn nở dẫn đến cong vênh nứt nẻ trình sử dụng Phát triển rừng trồng mọc nhanh mục tiêu công xây dựng giới xanh Hiện nay, giới chuyển hướng từ sử dụng gỗ rừng tự nhiên sang gỗ rừng trồng mọc nhanh, nghiên cứu biến tính gỗ rừng trồng quốc gia giới ý, lĩnh vực nghiên cứu đầu tư lớn Việt Nam vậy, Việt Nam Quốc gia rừng, tài nguyên rừng tự nhiên ngày cạn kiệt, nước bắt đầu thực thi công trình bảo hộ tài nguyên rừng tự nhiên, với trồng rừng công nghiệp phát triển lợi dụng gỗ với hiệu cao, việc làm mang lại cho nghiên cứu khoa học gỗ công nghệ chế biến lâm sản hội thách thức Hiện nay, tài nguyên rừng trồng nước ta như: Keo tràm, Keo tai tượng, Bạch đàn, Sa mộc… phong phú, trở thành loại gỗ công nghiệp chủ yếu nước ta Tuy nhiên, gỗ rừng trồng nói chung, gỗ Keo tràm nói riêng, sinh trưởng nhanh, tỉ lệ gỗ tuổi non cao, tồn nhược điểm lớn như: tính ổn định kích thước kém; dễ biến màu, dễ mục, dễ cháy, vv… nhược điểm mang lại nhiều khó khăn cho việc sản xuất tiêu thụ xí nghiệp sản xuất làm hạn chế ứng dụng loại gỗ Vì việc nghiên cứu biến tính gỗ rừng trồng nói chung, gỗ Keo tràm nói riêng trở nên ngày quan trọng Theo số báo cáo Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy Cứu nạn, cứu hộ Việt Nam, năm 2010, nước xảy 2.231 vụ cháy; có 1.843 vụ xảy sở, nhà dân 388 vụ cháy rừng; làm chết 60 người, bị thương 180 người, thiệt hại tài sản trị giá 617 tỷ đồng 2.543 rừng, có 21% vụ hoả hoạn loại vật liệu có nguồn xenlulo, giấy, gỗ Vì vậy, việc áp dụng công nghệ biến tính chậm cháy cho loại gỗ sử dụng sản xuất đồ mộc, trang trí nội ngoại thất vô quan trọng có vai trò lớn việc hạn chế nguồn gây cháy Tuy nhiên, loại hóa chất xử lý chậm cháy thông thường có khả hút ẩm lớn, sau đưa vào gỗ làm thay đổi thành phần hóa học cấu tạo nên gỗ, dẫn đến số tính chất học, vật lý gỗ bị giảm xuống, có tính ổn định kích thước gỗ Do việc nghiên cứu công nghệ xử lý ổn định kích thước cho loại gỗ qua xử lý chậm cháy vô cần thiết Ngoài ra, thực tế, quy trình công nghệ xử lý chậm cháy cho gỗ thường gồm bước công nghệ “Từ phôi gỗ nguyên liệu  Xử lý hóa chất chậm cháy  Sấy  Gia công tạo sản phẩm”, từ quy trình thấy hầu hết loại phôi nguyên liệu sau xử lý hóa chất chậm cháy phải qua công đoạn sấy, sấy thông thường có tác dụng nâng cao khả ổn định kích thước gỗ Do việc tìm giải pháp hợp lý nhằm nâng cao tính ổn định kích thước gỗ qua xử lý chậm cháy cần thiết Có nhiều nghiên cứu nâng cao tính ổn định kích thước gỗ, chủ yếu sử dụng hóa chất để tiến hành xử lý Tuy nhiên, năm gần chất lượng sống ngày cao, việc sử dụng hóa chất để xử lý biến tính gỗ làm hạn chế phạm vi sử dụng gỗ Trong công nghệ xử lý nay, thị trường sản phẩm gỗ từ công nghệ xử lý không sử dụng hóa chất ngày mở rộng Trong đó, gỗ xử lý nhiệt hay gỗ biến tính nhiệt ý đến, nghiên cứu biến tính nhiệt cho gỗ có tiến triển định Công nghệ xử lý nhiệt hay biến tính nhiệt công nghệ xử lý gỗ nhiệt độ khoảng 160-260 oC, môi trường có vật chất bảo vệ nước, khí trơ, không khí ôxy…, công nghệ bảo quản gỗ thân thiện với môi trường, thông qua biến tính nhiệt cải thiện tính ổn định kích thước, tính bền màu sắc gỗ, sản phẩm gỗ thu sau xử lý gọi “gỗ biến tính nhiệt” “gỗ Carbon hóa” Gỗ biến tính nhiệt có đặc điểm như: Màu sắc đẹp ổn định, tính ổn định kích thước cao, khả chống vi sinh vật tốt, an toàn với môi trường, dễ lưu trữ Tuy nhiên, số tính chất gỗ như: cường độ gỗ khả dán dính sau xử lý biến tính bị thay đổi công nghệ xử lý không hợp lý Qua phân tích cho thấy, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ biến tính nhiệt để tiến hành xử lý ổn định kích thước cho gỗ Keo tràm xử lý chậm cháy cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn sản xuất mục tiêu bảo vệ môi trường Chính vậy, trí trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Đào tạo Sau đại học hướng dẫn TS.Vũ Mạnh Tường, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ việc xử lý ổn định kích thước đến tính chất học, vật lý công nghệ gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis) xử lý chậm cháy” 67 Bảng 4.6 Kết xác định cường độ uốn tĩnh (MOR, MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác TT Chế độ xử lý 2h 4h TB SD Đối chứng 87,38 5,62 MAP 76,04 No MAP 80,31 6h TB SD TB SD 5,72 66,32 4,44 56,35 5,66 4,00 73,35 5,96 67,67 5,65 Ghi chú: a TB – Trung bình mẫu; b SD – Sai tiêu chuẩn Từ Bảng 4.6 thấy cường độ uốn tĩnh gỗ giảm tăng thời gian xử lý nhiệt Tỉ lệ giảm cường độ uốn tĩnh gỗ lên tới 35% mẫu gỗ xử lý với MAP (Hình 4.7) Đối với mẫu có xử lý chất chậm cháy MAP cường độ uốn tĩnh so với mẫu không xử lý chậm cháy Hình 4.7 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ uốn tĩnh gỗ Keo tràm 68 Nguyên nhân dẫn đến tượng trình xử lý nhiệt cho gỗ làm cho cấu trúc thành phần hóa học gỗ bị thay đổi làm ảnh hưởng đến số tính chất vật lý, học, sinh học công nghệ gỗ Sự phân giải tác động nhiệt độ polyme vách tế bào, đặc biệt Hemixelulo từ chuỗi dài chuỗi thành chuỗi ngắn hơn, dẫn đến khả chịu uốn giảm xuống 4.2.7 Cường độ nén dọc thớ Cường độ nén dọc thớ gỗ Keo tràm xử lý chế độ khác trình bày Bảng 4.7 Bảng 4.7 Kết xác định cường độ nén dọc (CS, MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác TT Chế độ xử lý 2h 4h TB SD Đối chứng 63,35 5,51 MAP 53,73 No MAP 57,50 6h TB SD TB SD 4,04 50,81 2,73 48,06 3,39 5,55 53,94 4,60 50,33 3,89 Ghi chú: a TB – Trung bình mẫu; b SD – Sai tiêu chuẩn Kết Bảng 4.7 cho thấy, cường độ nén dọc gỗ qua xử lý nhiệt thấp so với gỗ đối chứng, thời gian xử lý nhiệt có ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ nén dọc gỗ Keo tràm qua xử lý với MAP gỗ chưa qua xử lý với MAP Tuy nhiên cường độ nén dọc gỗ xử lý MAP không xử lý MAP sau xử lý nhiệt có khác lớn Tỉ lệ giảm cường độ nén dọc thớ gỗ sau xử lý nhiệt lên đến gần 25% (Hình 4.8) 69 Hình 4.8 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ nén dọc thớ gỗ Keo tràm Nguyên nhân dẫn đến khác kết xác định cường độ nén dọc thớ gỗ giải thích sau: - Khả chịu lực tác dụng từ bên gỗ chủ yếu phụ thuộc vào liên kết phân tử xenlulo cấu tạo nên vách tế bào gỗ Trong khu vực xenlulo kết tinh, nhóm hydroxyl (-OH) có cực giữ chặt chuỗi xenlulo mạng lưới liên kết hydro Khi gỗ chịu tác dụng nhiệt độ xảy tượng phân giải xenlulo dẫn đến khả chịu lực gỗ giảm xuống - Ngoài ra, thân chất MAP hòa tan dung dịch có tồn gốc axít mạnh (HPO42-, H2PO4-) gốc tác dụng với thành phần liên kết yếu có gỗ mà trước hết tác dụng thủy phân với nhóm Pentosan có Hemixelulo, tác dụng với mối liên kết glucozit nằm chuỗi phân tử polysacarit 70 (Hemixelulo Xenlulo) Sự tác động nhiệt độ làm cho phản ứng thủy phân xảy nhanh hơn Làm thay đổi kết cấu mối liên kết ba thành phần định đến vững vách tế bào Xenlulo, Hemixelulo Lignin Qua làm suy giảm khả chịu lực gỗ nói chung, cường độ nén dọc gỗ nói riêng 4.2.8 Khả dán dính (thí nghiệm kéo trượt màng keo) Kết xác định độ bền kéo trượt màng keo (Bảng 3.8) cho thấy, gỗ sau xử lý nhiệt có độ bền kéo trượt màng keo thấp so với gỗ đối chứng, cường độ giảm dần kéo dài thời gian xử lý nhiệt, mẫu xử lý MAP mẫu không xử lý MAP Tuy nhiên, cường độ kéo trượt màng keo mẫu gỗ không xử lý MAP sau xử lý nhiệt lớn so với cường độ kéo trượt màng keo gỗ qua xử lý MAP Tỉ lệ giảm cường độ kéo trượt màng keo gỗ xử lý đồng thời với MAP nhiệt tương đối lớn, lên tới 30% (Hình 3.18) Bảng 4.8 Kết xác định cường kéo trượt màng keo (MPa) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác TT Chế độ xử lý 2h 4h TB SD Đối chứng 5,34 0,73 MAP 4,16 No MAP 4,90 6h TB SD TB SD 0,44 3,87 0,46 3,60 0,46 0,70 4,75 0,65 4,66 0,59 Ghi chú: a TB – Trung bình mẫu; b SD – Sai tiêu chuẩn Nguyên nhân dẫn đến tượng giải thích sau: với độ bền kéo trượt màng keo, dán dính bề mặt gỗ tồn gốc axít, gốc dễ dàng tác dụng với nhóm hydroxyl ester có thành phần cấu tạo keo, làm cho keo bị đóng rắn chưa kịp tạo 71 liên kết với gỗ Ngoài ra, số lượng lớn nhóm chức gỗ phản ứng với keo bị khử axit, dẫn đến số lượng cầu nối keo-gỗkeo bị giảm màng keo bị gián đoạn, không đồng Đây coi nguyên nhân dẫn tới khả dán dính gỗ sau xử lý nhiệt Hình 4.9 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm cường độ kéo trượt màng keo gỗ Keo tràm 4.2.9 Khả chậm cháy Đề tài áp dụng tỉ lệ tổn hao khối lượng sau đốt cháy gỗ để thể khả chậm cháy Kết thử khả chậm cháy thể Bảng 4.9 Hình 4.10 Tỉ lệ tổn hao khối lượng đốt cháy gỗ xử lý với MAP gỗ không xử lý với MAP có chênh lệch rõ rệt, thể hiệu việc xử lý chậm cháy MAP tương đối cao Đối với mẫu không xử lý với MAP mẫu có xử lý với MAP thể khả chậm cháy giảm dần thời gian xử lý nhiệt tăng lên Tuy 72 nhiên, với tượng này, chế độ có cách giải thích không giống Bảng 4.9 Kết xác định tỉ lệ giảm khối lượng cháy (%) gỗ Keo tràm sau xử lý chế độ xử lý khác TT Chế độ xử lý 2h 4h TB SD Đối chứng 12,66 0,95 MAP 5,66 No MAP 13,20 6h TB SD TB SD 0,57 6,13 0,72 7,50 0,53 0,95 13,54 1,04 13,72 0,58 Ghi chú: a TB – Trung bình mẫu; b SD – Sai tiêu chuẩn Đối với mẫu gỗ qua xử lý chậm cháy MAP, sau xử lý nhiệt, phần MAP gỗ bị phân giải tác động nhiệt độ xử lý, thời gian xử lý tăng lên dẫn đến lượng hóa chất gỗ giảm đi, lúc hiệu chậm cháy gỗ giảm theo Đối với mẫu gỗ không xử lý với MAP, sau xử lý nhiệt, khả chậm cháy lại thể với kết so với mẫu đối chứng Hiện tượng giải thích thông qua độ ẩm thăng mẫu gỗ trước đưa vào làm thí nghiệm chậm cháy Theo nhiều kết nghiên cứu [30], [31], gỗ sau xử lý nhiệt có độ ẩm thăng thấp nhiều so với gỗ không xử lý, nhiều trường hợp, độ ẩm thăng gỗ xử lý nhiệt thấp khoảng 50% so với độ ẩm thăng gỗ không xử lý Do đó, để mẫu gỗ không xử lý mẫu gỗ xử lý điều kiện môi trường, có chênh lệch độ ẩm Cụ thể độ ẩm mẫu gỗ không xử lý cao nhiều so với mẫu gỗ xử lý, dẫn đến tượng mẫu gỗ đối chứng khó cháy so với mẫu gỗ qua xử lý nhiệt, độ ẩm mẫu gỗ xử lý nhiệt thấp hơn, hay nói cách khác 73 mẫu gỗ xử lý nhiệt khô so với mẫu gỗ không xử lý, trường hợp hai mẫu gỗ không xử lý với MAP Hình 4.10 Quan hệ chế độ xử lý Tỉ lệ giảm khối lượng cháy gỗ Keo tràm 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua thí nghiệm xử lý chậm cháy MAP xử lý nhiệt (nhiệt độ xử lý 180oC thời gian xử lý 2h, 4h, 6h) gỗ Keo tràm, đề tài bước đầu làm rõ mối quan hệ việc xử lý nhiệt với số tính chất vật lý, học công nghệ gỗ Keo tràm qua xử lý chậm cháy Các tiêu chất lượng gỗ xử lý nhiều chế độ khác xác định dựa tiêu chuẩn nước hành Từ kết thực nghiệm đề tài rút số kết luận sau: (1) Tỉ lệ tổn hao khối lượng trình xử lý nhiệt gỗ Keo tràm không xử lý MAP nhỏ so với gỗ xử lý MAP, tỉ lệ thuận với thời gian xử lý; (2) Tính ổn định kích thước gỗ Keo tràm tăng lên kéo dài thời gian biến tính nhiệt, tính ổn định kích thước (ASE) gỗ xử lý MAP so với gỗ không xử lý MAP; (3) Sau xử lý biến tính nhiệt, hiệu suất chống hút nước gỗ Keo tràm biến tính MAP nhỏ so với gỗ không qua biến tính MAP; (4) Khối lượng thể tích gỗ biến tính MAP sau xử lý nhiệt lớn so với khối lượng thể tích gỗ không biến tính MAP; (5) Cường độ uốn tĩnh, cường độ nén dọc thớ, khả dán dính gỗ Keo tràm xử lý MAP sau xử lý nhiệt thấp so với gỗ không xử lý MAP, giá trị giảm dần kéo dài thời gian xử lý nhiệt; (6) Khả chậm cháy gỗ Keo tràm qua xử lý MAP xử lý nhiệt tốt so với mẫu đối chứng mẫu gỗ không xử lý MAP; 75 (7) Đề tài phân tích giải thích tượng thay đổi tính chất gỗ sau xử lý nhiệt xử lý chậm cháy MAP Tồn Kết nghiên cứu đề tài chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khó khống chế như: cấu tạo gỗ, kích thước gỗ xử lý, môi trường xử lý, Ngoài ra, thiết bị sử dụng thí nghiệm đề tài, đặc biệt thiết bị biến tính nhiệt khó khống chế tốc độ gia nhiệt nhiệt độ xử lý, dẫn đến có số sai lệch kết thực nghiệm Kiến nghị Kết luận văn cho thấy, sau xử lý nhiệt, tác dụng nhiệt độ, số tính chất lý gỗ Keo tràm qua xử lý chậm cháy MAP bị thay đổi, mức độ định đề tài đạt mục tiêu đề xác định mối quan hệ việc xử lý nhiệt tính chất gỗ Keo tràm biến tính chậm cháy Tuy việc xử lý nhiệt nâng cao tính ổn định kích thước gỗ, bên cạnh có nhiều tiêu cường độ học bị giảm xuống Với tồn này, để công nghệ biến tính gỗ Keo tràm hoàn thiện hơn, thời gian tới nên tiếp tục triển khai theo số hướng nghiên cứu sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời hai thông số nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt đến tính chất gỗ qua biến tính chậm cháy, để xác định công nghệ xử lý nhiệt hợp lý cho gỗ biến tính chậm cháy; - Nghiên cứu lựa chọn loại hóa chất chậm cháy hợp lý, kết hợp với công nghệ biến tính nhiệt, nhằm tạo loại gỗ vừa có tính ổn định kích thước cao, vừa có khả chậm cháy tốt; 76 - Nghiên cứu khả chống chịu với môi trường (khả chống chịu vi sinh vật, khả chống chịu tia tử ngoại) gỗ qua xử lý đồng thời hóa chất chậm cháy biến tính nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Trần Văn Chứ (2001), Nghiên cứu tạo ván dăm chậm cháy, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Hà Nội Cao Quốc An (2010), Bài giảng công nghệ biến tính gỗ, Trường Đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội Tạ Thị Phương Hoa (2004), Nâng cao tính ổn định kích thước gỗ Keo tràm phương pháp axetyl hoá, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm Nghiệp, Hà Tây Trần Ngọc Thiệp, Trần Văn Chứ (2004), Công nghệ biến tính gỗ (Tài liệu dịch), Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Lê Đình Khải (1999) Kết nghiên cứu khoa học chọn giống rừng, tập II, Viện KH Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội Lê Ngọc Phước (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ngâm tẩm hóa chất đến tính chất gỗ biến tính DMDHEU dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Trần Ngọc Thiệp (2002), Công nghệ biến tính gỗ (tài liệu dịch), Nxb Đại học Lâm nghiệp Đông Bắc, Trung Quốc Trần Thị Huê năm (2011) “Ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến số tính chất vật lý, học gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis)”, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 10 Trần Ngọc Thiệp, Trần Văn Chứ (2004), Công nghệ biến tính gỗ (Tài liệu dịch), Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh 11 OBATAYA E, SHIBUTANI S, HANATA K, et al Effects of high temperature kiln drying on the practical performances of Japanese cedar wood (Cryptomeria japonica) II: changes in mechanical properties due to heating [J] Journal of Wood Science, 2006, 52(2): 111-114 12 YILDIZ S, GEZER E D, YILDIZ U C Mechanical and chemical behavior of spruce wood modified by heat [J] Building and Environment, 2006, 41(12): 1762-1766 14 BOONSTRA M J, VAN ACKER J, TJEERDSMA B F, et al Strength properties of thermally modified softwoods and its relation to polymeric structural wood constituents [J] Annals of Forest Science, 2007, 64(7): 679-690 15 Inoue, M., Ogata, S., Nishikawa, M., Otsuka, Y., Kawai, S and Norimoto, M (1993), Dimensional stability, mechanical-properties, and color changes of a low-molecular-weight melamine-formaldehyde resin impregnated wood, Mokuzai Gakkaishi, 39(2): 181-189 16 Lukowsky, D (1999), Holzschutz mit Melaminharzen, PhD Thesis, University of Hamburg, Germany 17 Rapp, A.O, Bestgen, H., Adam, W and Peek, R.D (1999) Electron energy loss spectroscopy (EELS) for quantification of cell-wall penetration of a melamine resin Holzforschung, 53(2): 111-117 18 V.L.Azarow; A.V Burow; A.V Obolenxkaia (1999) Hóa học gỗ 19 Sweet S.M, Winandy J.E (1999), “Influence of Degree of polymerization of Xenlulo and Hemixelulo on strength loss in fire retardant treated Southern Pine”, Holzforschung 53(1999) 311-317 20 Behbood Mohebby’ Ibrahim Sanaei (2005), Influences of the hydrothermal treatment on physical properties of beech wood (Fagus orientalis), Department of Wood & Paper Sciences, Faculty of Natural Resources & Marine Sciences, Tarbiat Modarress University, P.O Box 46414-356, Noor, Iran 21 Andreja Kutnar, Milan Šernek (2008), Reasons for colour changes during thermal and hydrothermal treatment of wood 22 Inga JUODEIKIENĖ (2009), Influence of Thermal Treatment on the Mechanical Properties of Pinewood, Department of Mechanical Wood Technology, Kaunas University of Technology, Studentų 56, LT-51424 Kaunas, Lithuania 23 Browne F.L (1958), “Theories of the combustion of wood and its control” Report No.2136, U.S Department of Agriculture, Forest Service,Forest Products Laboratory, Madison, Wisconsin, USA 24 P Rezayati Charani¹*, J Mohammadi Rovshandeh², B Mohebby³, O Ramezani (2007), Influence of hydrothermal treatment on the dimensional stability of beech wood, Caspian J Env Sci 2007, Vol No.2 pp 125~131, the University of Guilan, Printed in I.R Iran 25 Seiichi Satonaka, Toshiharu Endoh (1983), Boron Compounds as the Fire Retardants for Xenlulo 26 Browne F.L (1958), “Theories of the combustion of wood and its control” Report No.2136, U.S Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, Madison, Wisconsin, USA 27 Tuong V M, Li J Effect of heat treatment on the change in color and dimensional stability of acacia hybrid wood [J] BioRes, 2010, 5(2): 1257-1267 28 Rowell, R M (2005) Handbook of wood chemistry and wood composites, CRC Press, Boca Raton, Florida 29 Tuong V M, Li J Changes caused by heat treatment in chemical composition and some physical properties of acacia hybrid sapwood [J] Holzforschung, 2011, 65(1): 67-72 30 Tuong V M, Li J, Chuong P V Effect of Heat Treatment on Moisture Excluding Efficiency of Acacia Hybrid Wood Proceeding of International Symposium on Comprehensive Utilization of Wood Resources, 2011, Zhejiang, China, 2011 31 Esteves B, Pereira H Wood modification by heat treatment: A review [J] Bioresources, 2009, 4(1): 370-404 Tiếng Trung 13 丁涛, 顾炼百, 吴昊 蒸汽压力对热处理材力学性能影响的机理研究 [J] 林产工业, 2010, 37(1): 16-18, 32 PHỤ LỤC ... trình công nghệ xử lý ổn định kích thước gỗ Keo tràm xử lý chậm cháy 2.1.2 Mục tiêu cụ thể Xác định mối quan hệ số yếu tố trình xử lý ổn định kích thước đến chất lượng gỗ Keo tràm qua xử lý chậm cháy. .. đề tài: Nghiên cứu mối quan hệ việc xử lý ổn định kích thước đến tính chất học, vật lý công nghệ gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis) xử lý chậm cháy 4 Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1... nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu - Gỗ Keo tràm qua xử lý chậm cháy; - Mối quan hệ việc xử lý ổn định kích thước đến số tính chất vật lý, học gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis) qua xử lý