Ảnh hưởng của điều kiện xử lý trước đến độ mài mòn và độ cứng bề mặt gỗ cao su biến tính bằng nano zno

LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp theo chƣơng trình đào tạo đại học khoa Chế biến Lâm sản khoá 2009-2013, nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Nhân dịp hoàn thành khóa luận, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Mạnh Tƣờng tận tình giúp đỡ hƣớng dẫn tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng, thầy cô giáo cán khoa Chế Biến Lâm Sản, Trung tâm thực nghiệm chuyển giao công nghệ cơng nghiệp rừng, Trung tâm thí nghiệm-thực hành khoa Chế Biến Lâm Sản, Thƣ viện Trƣờng Đại học Lâm nghiệp tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè dành động viên, giúp đỡ tơi hồn thành tốt khóa luận Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Mạnh Tiến i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ vật liệu Nano 1.2 Tình hình nghiên cứu biến tính gỗ vật liệu nano 1.3 Tính cấp thiết đề tài Chƣơng II: MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 10 2.2 Phạm vi nghiên cứu 10 2.3 Nội dung nghiên cứu 10 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 2.5 Ý nghĩa khóa luận 11 Chƣơng III: CƠ SỞ LÝ THUY T 13 3.1 Ảnh hƣởng chất chiết xuất đến khả thẩm thấu dung dịch 13 3.2 Đặc điểm số hạt nano thƣờng dùng 14 3.3 Phƣơng pháp đƣa vật liệu nano vào gỗ 15 3.3.1 Phƣơng pháp Sol-gel 17 3.3.2 Phƣơng pháp phân tán trực tiếp hạt nano 18 3.3.3 Phƣơng pháp phức hợp tầng 19 3.4 Ảnh hƣởng hạt nano đến tính chất gỗ 20 Chƣơng IV: T QUẢ NGHIÊN CỨU 22 4.1 Thực nghiệm 22 4.1.1 Nguyên liệu thiết bị sử dụng 22 4.1.2 Các bƣớc tiến hành thực nghiệm 25 4.1.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 29 4.2 ết thực nghiệm 30 4.2.1 Ảnh hƣởng chế độ xử lý đến độ mài mòn gỗ Cao su biến tính ZnO 30 4.2.2 Ảnh hƣởng chế độ xử lý đến độ cứng tĩnh mặt cắt gỗ Cao su biến tính ZnO 31 T LUẬN VÀ I N NGHỊ 34 ết luận 34 Hạn chế 35 iến nghị 35 TÀI LIỆU THAM HẢO PHỤ LỤC ii ĐẶT VẤN ĐỀ Cao su loại công nghiệp đƣợc trồng chủ yếu để lấy nhựa, đến giai đoạn cho nhựa, cần đƣợc chặt để trồng lại Gỗ cao su có nhiều ƣu điểm nhƣ: Màu sắc sáng, vân thớ đẹp, phù hợp dùng làm nguyên liệu sản xuất đồ gia dụng, ván sàn đồ thủ công mỹ nghệ Căn tài liệu quan sát thực tế cho thấy gỗ Cao su sau xẻ dễ bị loài vi sinh vật, đặc biệt nấm mốc xâm nhập phát triển Điều gây nhiều khó khăn trình gia cơng chế biến sản phẩm từ loại gỗ Ngồi ra, gỗ Cao su cịn có vài tồn nhƣ: hối lƣợng thể tích khơng cao, bề mặt mềm, Những đặc điểm làm giảm chất lƣợng sản phẩm làm từ gỗ Cao su Để khắc phục tồn trên, sản xuất thực tế thƣờng sử dụng phƣơng pháp bảo quản hóa chất, có thành phần chủ yếu là: Borax, Boric, , loại hóa chất có ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng sức khỏe ngƣời q trình sử dụng Trong xử lý biến tính gỗ nay, việc sử dụng hạt nano vô khơng có độc tố, thân thiện mơi trƣờng để nâng cao chất lƣợng gỗ hƣớng nghiên cứu có tiềm đƣợc nhà khoa học quan tâm Có nhiều phƣơng pháp đƣa hạt nano vào gỗ, mà phƣơng pháp tẩm áp lực phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi Tuy nhiên, độ sâu mà hạt nano vào gỗ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có yếu tố liên quan đến đặc điểm gỗ trƣớc đƣa vào tẩm hạt nano thông qua việc khống chế điều kiện xử lý trƣớc Từ lý trên, nhằm so sánh ảnh hƣởng điều kiện xử lý trƣớc đến chất lƣợng bề mặt gỗ Cao su biến tính hạt nano, tiến hành thực đề tài nghiên cứu với tên: “Ảnh hưởng điều kiện xử lý trước đến độ mài mòn độ cứng bề mặt gỗ Cao su biến tính Nano ZnO” CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ vật liệu Nano Nano loại vật liệu siêu nhỏ, có kích thƣớc từ 1-100nm, vật liệu nano đƣợc phân thành loại Loại thứ vi hạt nano, tức loại hạt siêu nhỏ có kích thƣớc cấp độ nanometer, kích thƣớc chúng lớn kích thƣớc nguyên tử nhỏ kích thƣớc vi hạt thơng thƣờng, hạt nano có kích thƣớc nằm khoảng 1-100nm, đƣợc gọi hạt siêu nhỏ, hạt mắt thƣờng kính hiển vi thơng thƣờng quan sát đƣợc hạt đơn lẻ, mà quan sát đƣợc kính hiển vi siêu điện tử có độ phóng đại cao Loại thứ hai nano dạng rắn, chúng cịn có tên gọi vật liệu nano kết cấu, chúng hạt nano có kích thƣớc 1-100nm tụ hợp lại với hình thành nên dạng màng siêu mỏng dạng sợi nano Ý tƣởng công nghệ nano đƣợc đƣa nhà vật lý học ngƣời Mỹ Richard Feynman vào năm 1959, ông cho khoa học vào chiều sâu cấu trúc vật chất đến phân tử, nguyên tử vào sâu Nhƣng thuật ngữ “công nghệ nano” bắt đầu đƣợc sử dụng vào năm 1974 Nario Taniguchi nhà nghiên cứu trƣờng đại học Tokyo sử dụng để đề cập khả chế tạo cấu trúc vi hình mạch vi điện tử Trong ngành cơng nghiệp nay, tập đoàn sản xuất điện tử bắt đầu đƣa công nghệ nano vào ứng dụng, tạo sản phẩm có tính cạnh tranh từ máy nghe nhạc iPod nano đến chip có dung lƣợng lớn với tốc độ xử lý cực nhanh… Trong y học, để chữa bệnh ung thƣ ngƣời ta tìm cách đƣa phân tử thuốc đến tế bào ung thƣ qua hạt nano, tránh đƣợc hiệu ứng phụ gây cho tế bào lành Y tế nano ngày nhằm vào mục tiêu xúc sức khỏe ngƣời, bệnh di truyền có nguyên nhân từ gen, bệnh nhƣ: HIV/AIDS, ung thƣ, tim mạch, bệnh lan rộng nhƣ béo phì, tiểu đƣờng, liệt rung (Parkison), trí nhớ (Alzheimer) Ngồi ra, nhà khoa học tìm cách đƣa cơng nghệ nano vào việc giải vấn đề mang tính tồn cầu nhƣ thực trạng ô nhiễm môi trƣờng ngày gia tăng Việc cải tiến thiết bị quân trang thiết bị, vũ khí nano tối tân mà sức cơng phá khiến ta khơng thể hình dung Bảng 1.1: Một số loại vật liệu nano lĩnh vực sử dụng Loại sản phẩm Số lƣợng Thị trƣờng Tỉ lệ (%) Hạt nano 160 Y/dƣợc 30 Ống nano 55 Hóa chất vật liệu cao 29 cấp Vật liệu xốp nano 22 CN Thông tin, viễn thông 21 Lồng nano 21 Năng lƣợng 10 Châm lƣợng tử 19 Tự động hóa Vật liệu cấu trúc nano 16 Hàng khơng vũ trụ Sợi nano Dệt Hạt chứa hạt nano (capsule) Nông nghiệp Hiện nay, giới xảy chạy đua sôi động phát triển ứng dụng công nghệ nano, số cƣờng quốc chiếm lĩnh thị trƣờng công nghệ là: Hoa ỳ, Nhật Bản, Trung Quốc, Đức, Nga số nƣớc Châu Âu… nói quốc gia phủ dành khoản ngân sách đáng kể hổ trợ cho việc nghiên cứu ứng dụng thực tiễn ngành công nghệ nano hơng trƣờng Đại học có phịng thí nghiệm với thiết bị nghiên cứu quy mơ mà tập đoàn sản xuất tiến hành nghiên cứu phát triển cơng nghệ nano với phịng thí nghiệm với tổng chi phí nghiên cứu tƣơng đƣơng với ngân sách phủ dành cho cơng nghệ nano Hình 1.1: So sánh đầu tƣ nƣớc châu Âu, châu Á Mỹ cho công nghệ nano giai đoạn 2001-2003 Trong công nghệ chế biến gỗ thƣờng ứng dụng loại nano dạng hạt Đến việc ứng dụng nghiên cứu công nghệ nano vào chế biến gỗ đạt đƣợc nhiều thành tựu, nhiều loại vật liệu đƣợc tạo từ công nghệ loại vật liệu này, quốc gia đầu nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano chế biến gỗ Nhật Bản, Thụy Điển, Phần Lan, Đức, Trung Quốc,… cơng nghiệp chế biến gỗ công nghệ nano đƣợc nhiều nƣớc giới tập trung nghiên cứu sử dụng đạt đƣợc thành tựu đáng kể 1.2 Tình hình nghiên cứu biến tính gỗ vật liệu nano Trên giới Trong năm gần đây, nhiều nhà khoa học giới bắt đầu tập trung nghiên cứu cơng nghệ biến tính, bảo quản, nâng cao chất lƣợng gỗ vật liệu nano Ngoài ra, theo kết nghiên cứu cho thấy, xử lý biến tính gỗ nano tính gia cơng gỗ so với gỗ tự nhiên không qua xử lý bị ảnh hƣởng, ví dụ nhƣ tính dán dính khả trang sức, cƣờng độ uốn tĩnh, độ cứng tính chịu mài mịn vật liệu đƣợc nâng cao rõ rệt, tính chống mốc, chống mục vật liệu tốt, đồng thời bảo lƣu đƣợc vân thớ tự nhiên gỗ Ứng dụng vật liệu nano chế biến gỗ phần nhiều tập trung vào nghiên cứu sử dụng hạt nano dạng vơ nhƣ SiO2¸ TiO2, ZnO, … để biến tính gỗ, tạo vật liệu nano composite-gỗ Vật liệu composite gỗ-vật liệu vô Wood-Inorganic composites (WIC) đƣợc tạo phƣơng pháp khuếch tán hợp chất vô vào gỗ làm cho hợp chất vô điền đầy tế bào gỗ WIC đƣợc tạo cách ngâm tẩm trực tiếp với hợp chất vơ Những thí nghiệm việc áp dụng hạt nano để xử lý gỗ đƣợc Saka Sasaki thực năm 1992 Trong thí nghiệm này, Saka cộng sử dụng phƣơng pháp Sol - gel để đƣa hạt nano vơ SiO2 vào gỗ ết thí nghiệm cho thấy hạt nano SiO2 có kích thƣớc nhỏ tích tụ khe hở vách tế bào gỗ, tạo thành vật liệu gỗ - nano Qua trình kiểm tra, đánh giá cho thấy vật liệu tạo có tính ƣu việt hẳn so với gỗ chƣa biến tính Furuno Đại học Mokuzai University Nhật Bản, sử dụng Na 2SiO3 làm hóa chất xử lý để biến tính gỗ Chamaecyparis obtuse, ông rằng, cách kết hợp hợp chất Na2SiO3 với chất chậm cháy (borate) tạo vật liệu có tính ổn định kích thƣớc, khả chống vi sinh vật phá hoại khả chậm cháy cao nhiều so với sử dụng hóa chất chậm cháy borate để xử lý gỗ Yamaguchi (1994, 1997) Đại học yushu University Nhật Bản có báo cáo sử dụng phƣơng pháp trao đổi Ion gỗ dung dịch Na2SiO3 5% (SAMS), sau cho thêm phosphoric acid để xử lý gỗ Cryptomera japonica ết phân tích SEM cho thấy hình thành keo silicone (silicone gel) kết cấu gỗ, cƣờng độ tính ổn định kích thƣớc gỗ đƣợc cải thiện có trao đổi nhóm hydroxyl (-OH) gỗ Năm 1997, Miyafuji Ueno T tiến hành thí nghiệm đƣa hạt nano TiO2 SiO2 vào gỗ Sồi rừng Trong nghiên cứu mình, tác giả sử dụng phƣơng pháp điền đầy trực tiếp để đƣa hạt nano vào gỗ từ tạo thành vật liệu gỗ - nano có tính trội hẳn so với gỗ Sồi không qua xử lý Cụ thể là: vật liệu tạo thành có tính ổn định kích thƣớc cao hơn, khả hút ẩm gỗ giảm (giảm khoảng 40%), cƣờng độ gỗ tăng lên đáng kể, khả chậm cháy gỗ đƣợc cải thiện rõ rệt Đến năm 1999, hƣớng nghiên cứu sử dụng Cellulose nano để biến tính gỗ đƣợc thực Hiroyuki Matsumura Wolfgang Glasser Các tác giả sử dụng phƣơng pháp phức hợp tầng để đƣa hạt nano vào gỗ Anh đào ết tính chất gỗ đƣợc cải thiện cách đáng kể so với gỗ không qua biến tính (Matsumura, H and Glasser, W G 2000) Wimmer năm 2002 sử dụng phƣơng pháp thẩm thấu trực chiều dọc thớ gỗ để đƣa hạt nano vào gỗ, đƣợc coi bƣớc đột phá cơng nghệ biến tính gỗ hạt nano Tuy thu đƣợc kết định nhƣng phƣơng pháp cịn có tồn làm giảm hiệu q trình biến tính Đó khả thẩm thấu hạt nano vào gỗ không đồng theo chiều thớ mà đặc biệt theo chiều ngang thớ gỗ Gần năm 2010, H Turgut Sahin George I Mantanis nghiên cứu xử lý bốn loại gỗ: gỗ Dẻ, gỗ Anh đào, gỗ Thông gỗ Linh sam hợp chất nano TiO2 ZnO với bốn cấp nồng độ khác ết cho thấy độ ổn định kích thƣớc độ cứng gỗ tăng lên rõ rệt Những năm gần đây, phƣơng pháp sol-gel đƣợc áp dụng rộng rãi việc tạo vật liệu composite chất vơ cơ-gỗ (WIC) Trong q trình solgel, dung dịch chất dẫn có chứa oxit kim loại nặng oxit silic đƣợc tẩm vào gỗ sau tạo thành keo hạt nano gỗ phản ứng thủy phân ngƣng tụ Sau sấy thu đƣợc vật liệu composite gỗ-hợp chất vô Ogiso and Saka (1994) xử lý gỗ hóa chất nhƣ: isocyanates, epoxies nhựa, sau đƣợc xử lý ethyl-ortho-silicate (TEOS) Nghiên cứu phát ra, WIC đƣợc tạo kết hợp xử lý isocyanateTEOS epoxy-TEOS có tính ổn định kích thƣớc khả chậm cháy tăng lên nhiều hình thành liên kết cộng hóa trị vách tế bào gỗ Tuy nhiên, xử lý hai lần vinyl-TEOS tạo pholyme đồng ruột tế bào khơng làm tăng tính chất vật lý gỗ Fumie and Saka (1998) chế tạo vật liệu composite gỗ-SiO2 từ gỗ Chamaecyparis obtuse, vật liệu composite thu đƣợc thể khả chống lại mục trắng so với mục nâu Thomas Hubert, Prita Unger Michael Bruker, Thomas Hubert, Prita Unger Michael Bruker (2009) dùng phƣơng pháp Sol - gel để phân tán hạt nano TiO2 vào gỗ Thông để biến tính tạo thành loại gỗ - nano có tính ổn định kích thƣớc cao có khả chống lại tác động tia tử ngoại Bằng việc sử dụng ancoxit titan (titanium alkoxide) titanium chelates có tỉ lệ thủy phân thấp, keo TiO2 lắng vào vách tế bào, từ nâng cao đƣợc tính chất gỗ đặc biệt tính ổn định kích thƣớc khả chậm cháy (Miyafuji and Saka 1997; Hubert et al 2010; Wang et al 2012) Tóm lại: Trên giới có số nghiên cứu biến tính gỗ hạt nano ảnh hƣởng nồng độ hóa chất biến tính, nhiên chƣa có nghiên cứu cụ thể ảnh hƣởng điều kiện xử lý trƣớc đến tính chất gỗ Cao su biến tính hạt nano ZnO Tại Việt Nam Những năm gầy đây, với phát triển khoa học công nghệ, nhƣ nhu cầu việc nâng cao chất lƣợng hiệu sử dụng gỗ rừng trồng, nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực chế biến gỗ Việt Nam tiếp cận nghiên cứu công nghệ xử lý biến tính gỗ đại có cơng nghệ nano Nhà nƣớc dành khoản ngân sách lớn cho chƣơng trình nghiên cứu cơng nghệ nano cấp quốc gia với tham gia nhiều trƣờng Đại học Viện nghiên cứu Tuy nhiên, điều kiện khoa học kỹ thuật nƣớc nhiều hạn chế nên cơng trình nghiên cứu dừng lại nghiên cứu bƣớc đầu, đạt đƣợc số thành định Các hƣớng nghiên cứu áp dụng vật liệu nano biến tính gỗ chủ yếu tiến hành Việt Nam gồm có: Nghiên cứu cơng nghệ biến tính cho ván lạng dùng trang sức vật liệu nano TiO2 nhƣ đề tài : “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano để nâng cao chất lƣợng ván lạng” TS Cao Quốc An cộng trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp thực Đề tài sử dụng vật liệu nano TiO2 để biến tính cho ván lạng từ loại gỗ tự nhiên rừng trồng là: Xoan đào, Mỡ, Giổi, eo lai, eo tràm ết đề tài cho thấy đƣợc biến tính hạt nano TiO2 cải thiện đƣợc nhiều tính chất ván mỏng nhƣ: độ hút nƣớc, độ ổn định kích thƣớc, độ mài mịn Nghiên cứu cơng nghệ biến tính sở cho sản xuất ván sàn vật liệu nano SiO2 nhƣ đề tài PGS TS Nguyễn Văn Thiết cộng thực “Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng ván sàn từ gỗ eo lai Mỡ kỹ thuật xử lý SiO2” Về bản, cơng trình nghiên cứu Việt Nam giai đoạn thực hiện, có số báo cáo sơ vệ khả áp dụng số loại vật liệu nano xử lý biến tính gỗ nhƣ: Sử dụng hạt nano TiO2 thông qua áp dụng phƣơng pháp tẩm áp lực nhằm nâng cao chất lƣợng ván lạng từ số loại gỗ rừng trồng mọc nhanh, nghiên cứu khác sử dụng hạt nano SiO2 thông qua áp dụng phƣơng pháp tẩm áp lực để biến tính sở sản xuất ván sàn từ gỗ nâng cao đƣợc khả chịu mài mòn gỗ eo lai gỗ Mỡ 4.2 ết thực nghiệm 4.2.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý đến độ mài mòn gỗ Cao su biến tính ZnO Độ mài mịn cuả gỗ Cao su sau biến tính so với gỗ chƣa biến tính đƣợc thể nhƣ sau: Bảng 4.1: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý đến tổn thất khối lƣợng mài mịn gỗ Cao su biến tính nano ZnO (%) Loại dung môi Tổn thất khối lƣợng (%) Nƣớc nóng Axeton Cồn 0.27 0.22 0.29 hơng xử lý 0.36 Hình 4.1 Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến tỷ lệ tổn thất khối lƣợng mài mịn gỗ Cao su biến tính nano ZnO Nhận xét: Nhìn vào bảng số liệu biểu đồ ta thấy tỉ lệ tổn thất khối lƣợng mài mòn cải thiện đáng kể xử lý trƣớc với dung mơi, điều giải thích gỗ qua xử lý lƣợng chiết xuất giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho hạt nano có khả tích tụ gỗ tạo lớp bề mặt dịch chuyển sâu vào gỗ làm cải thiện khả chống mài mòn gỗ Từ kết ta thấy tỉ lệ tổn thất khối lƣợng mài mòn cải thiện xử lý với Axeton sau nƣớc cồn 30 4.2.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý đến độ cứng tĩnh mặt cắt gỗ Cao su biến tính ZnO ết ảnh hƣởng chế độ xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh gỗ Cao su mặt cắt ngang sau biến tính hạt nano ZnO nhƣ sau: Bảng 4.2: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt ngang gỗ Cao su biến tính nano ZnO Loại dung mơi Độ cứng tĩnh (N) hơng xử lý 4469 Axeton Cồn Nƣớc nóng 4446 4473 4369 Hình 4.2: Ảnh hƣởng loại dung mơi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt ngang gỗ Cao su biến tính nano ZnO Nhận xét: ết kiểm tra cho thấy độ cứng tĩnh gỗ mặt cắt ngang thay đổi không đáng kể Nhìn vào bảng số liệu đồ thị ta thấy rõ xử lý gỗ cồn gỗ đạt độ cứng tĩnh tốt nhất, xử lý nƣớc Axeton độ cứng tĩnh bị giảm nhẹ Từ ta thấy xử lý gỗ cồn tăng đƣợc độ cứng tĩnh mặt cắt ngang gỗ Cao su ết ảnh hƣởng chế độ xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh gỗ Cao su mặt cắt xuyên tâm sau biến tính hạt nano ZnO nhƣ sau: 31 Bảng 4.3: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt xuyên tâm gỗ Cao su biến tính nano ZnO Loại dung mơi Độ cứng tĩnh (N) hông xử lý 3752 Axeton Cồn Nƣớc nóng 3857 3660 3933 Hình 4.3 Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt xuyên tâm gỗ Cao su biến tính nano ZnO Nhận xét: ết kiểm tra cho thấy độ cứng tĩnh mặt cắt xuyên tâm gỗ đƣợc cải thiện không đáng kể xử lý gỗ Axeton Nƣớc so với mẫu gỗ so với mẫu không xử lý mẫu gỗ xử lý với cồn Từ ta thấy khơng phải chế độ xử lý trƣớc làm tăng độ cứng tĩnh gỗ biến tính Nhìn vào bảng số liệu đồ thị ta thấy rõ mặt cắt xuyên tâm xử lý trƣớc với nƣớc độ cứng tĩnh đạt giá trị tốt độ cứng tĩnh bị giảm xử lý với dung dịch Cồn ết ảnh hƣởng chế độ xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh gỗ Cao su mặt cắt tiếp tuyến sau biến tính hạt nano ZnO nhƣ sau: Bảng 4.4: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt tiếp tuyến gỗ Cao su biến tính nano ZnO Loại dung môi Độ cứng tĩnh (N) hông xử lý 3668 Axeton 4187 32 Cồn 4071 Nƣớc nóng 4073 Hình 4.4: Ảnh hƣởng loại dung mơi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt tiếp tuyến gỗ Cao su biến tính nano ZnO Nhận xét: So với mẫu đối chứng (mẫu gỗ không qua xử lý biến tính) độ cững tĩnh gỗ Cao su mặt cắt tiếp tuyến đƣợc xử lý trƣớc biến tính hạt nano ZnO tăng lên rõ rệt Qua bảng số liệu biểu đồ hình 10 ta nhận thấy độ cứng tĩnh mặt cắt tiếp tuyến tốt xử lý Axeton có giá trị tƣơng đƣơng xử lý trƣớc biến tính Cồn Nƣớc 33 T LUẬN VÀ I N NGHỊ ết luận Qua trình nghiên cứu tiến hành làm thực nghiệm trung tâm thí nghiệm thực hành hoa Chế biến Lâm sản tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp đạt đƣợc kết định (1) Đề tài tiến hành thực nghiệm tạo đƣợc gỗ Cao su biến tính hạt nano kẽm oxit (ZnO) với chế độ xử lý trƣớc khác (2) Đã tiến hành kiểm tra, so sánh chất lƣợng gỗ sau biến tính với chế độ xử lý trƣớc (3) ết nghiên cứu cho thấy chế độ xử lý trƣớc có ảnh hƣởng định đến chất lƣợng gỗ Cao su sau biến tính (4) Từ kết thống kê trung bình biểu đồ cho thấy tỉ lệ giảm tổn thất khối lƣợng mài mòn cải thiện rõ dệt xử lý với Axeton sau nƣớc nhƣng chênh lệch lƣợng mài mòn xử lý Axeton với xử lý nƣớc không đáng kể Đối với độ cứng bề mặt mặt cắt cụ thể nhƣ sau: + Trên mặt cắt ngang xử lý gỗ cồn gỗ đạt độ cứng tĩnh tốt nhất, xử lý nƣớc độ cứng tĩnh bị giảm nhẹ + Trên mặt cắt xuyên tâm xử lý trƣớc với nƣớc độ cứng tĩnh đạt giá trị tốt + Đối với mặt cắt tiếp tuyến độ cứng tĩnh tốt xử lý Axeton nƣớc Từ kết cho thấy chế độ xử lý có tác dụng riêng cho tính chất, tùy vào mục đích cụ thể mà ta lựa chọn chế độ xử lý trƣớc cho gỗ Cao su biến tính ZnO, nhƣng xử lý với số lƣợng gỗ lớn để đảm bảo tính hiệu kinh tế, nhƣ đảm bảo chất lƣợng gỗ sau biến tính ta lựa chọn chế độ xử lý trƣớc với nƣớc gia nhiệt 70 0C 34 Hạn chế Do nguyên liệu gỗ Cao su nơi tiến hành thực nghiệm khan dẫn đến dung lƣợng mẫu thí nghiệm nhỏ (5 mẫu/ hóa chất xử lý/ tính chất kiểm tra) nên độ xác kết chƣa cao iến nghị ết nghiên cứu khóa luận dừng lại cấp độ thăm dị, để nâng cao đƣợc chất lƣợng gỗ Cao su, cần tiếp tục nghiên cứu theo hƣớng sau: - Nghiên cứu thời gian nhiệt độ xử lý trƣớc cho gỗ loại dung môi; - Nghiên cứu tìm giải pháp phù hợp để đƣa hạt nano vào gỗ; - Nghiên cứu ảnh hƣởng hạt nano đến khả ổn định kích thƣớc, khả chống vi sinh vật độ bền tự nhiên gỗ Cao su 35 TÀI LIỆU THAM HẢO Tiếng Việt: Hoàng Thị Thúy Nga (2011) “Nghiên cứu số yếu tố cơng nghệ biến tính ván lạng gỗ Xoan đào (Prunus arborea alkm) hạt nano TiO2”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Đặng Hoài Bắc (2011), Công nghệ nano số ứng dụng, Hội nghị khoa học lầ thứ 3, Hà Nội Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trƣờng ĐHLN, Hà Nội Nguyễn Xuân Chánh (2007), Bài giảng công nghệ nano, Trƣờng Đại học Bách khoa, Hà Nội Ts Vũ Mạnh Tƣờng (2013), Bài giảng khoa học gỗ, Trƣờng đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano – cách mạng khoa học kỹ thuật lỷ 21, Tạp chí hoa học ứng dụng, Số 12/ 2010, Tr 47-49 Trịnh Hiền Mai (2010), Nghiên cứu biến tính ván mỏng nhựa melamine formandehyde dùng cho sản xuất ván dán, Báo cáo khoa học, Trƣờng ĐHLN, Hà Nội Phung Anh Tiến, Phùng Minh Lai (2004), Những bƣớc phát triển công nghệ nano Của số nƣớc, Tổng luận hoa học Công nghệ, Hà Nội 10 Lê Xuân Tình (1998), hoa học gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 11 Tiêu chuẩn Việt Nam )1988), Ván lạng TCVN 4358 – 86, Hà Nội 12 Trƣờng Đại học Lâm nghiệp (2004), Cơng nghệ biến tính gỗ, Tài liệu dịch, Hà Nội 13 Lê Xuân Phƣơng (2012),Tìm hiểu số giải pháp xử lý bề mặt gỗ, Trƣờng đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 14 Ngô Kim Khơi (1998), thống kê tốn học, trƣờng đại học lâm nghiệp 36 15 Vũ Hân (1964), Tính chất vật lý học loại gỗ thông thƣờng miền Bắc Việt Nam 16 Tạ Thị Phƣơng Hoa (2011),“Ảnh hƣởng xử lý thủy nhiệt đến thành phần hóa học, tính chất lý chủ yếu, khả thấm dung dịch hóa chất DMDHEU gỗ Trám trắng” Tạp chí NN & PTNT số 13/2011 Tiếng Anh 17 Callum Hill (2006), “Wood modification: chemical, thermal and other processes” 18 Soerianegara and R.H.M.J Lemmens (1994), Plant resources of SouthEast Asia No 5(2), Bogor Indonesia 19 Trinh Hien Mai (2010), Veneer Modification for the Production of Exterior Plywood SV, Dissertation submitted for the degree of doctor of philosophy Faculty of Forest Sciences and Forest Ecology, GeorgAugust University, Goettingen, Germany 20 Ghosh, S.C., Mai, C and Militz, H (2008), The efficacy of commercial silicones against blue stain and mold fungi in wood Proceedings of the International Research Group on Wood Preservation, Document No: IRG/WP 08-30471.37 Rowell, R M (2005), Moisture properties In: Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites Rowell, R M (ed.), CRC Press, Inc, Boca Raton, FL, Ch 21 Nguyen, H.M., Militz, H and Mai, C (2007), Protection of wood for above ground application through modification with a fatty acid modified N-methylol/paraffin formulation Proceedings of the International Research Group on Wood Preservation, Document No: IRG/WP 07-40378 Web 22 http://dvworld.northwestern.edu/ 23 http://planet.tvi.edu/ 24 http://vi.scribd.com/doc/133593652/Nano 37 PHỤ LỤC 38 Phụ biểu 1: Độ mài mòn m u gỗ Cao xu xử lý nước STT Tên mẫu M1 (g) M2 (g) (khối lƣợng mẫu (khối lƣợng mẫu trƣớc mài) sau mài) Cs-Zn-N-1 66.8965 66.7840 Cs-Zn-N-2 66.3417 66.1440 Cs-Zn-N-3 71.9301 71.6786 Cs-Zn-N-4 66.1340 65.9826 Cs-Zn-N-5 64.6675 64.3940 Cs-Zn-N-6 66.9780 66.8735 TB Phụ biểu 2: Độ mài mòn m u gỗ Cao xu xử lý Axeton STT Tên mẫu M1 (g) M2 (g) (khối lƣợng mẫu (khối lƣợng mẫu trƣớc mài) sau mài) Cs-Zn-A-1 64.3699 64.2318 Cs-Zn-A-2 67.5968 67.5104 Cs-Zn-A-3 65.0021 64.8879 Cs-Zn-A-4 70.7585 70.6022 Cs-Zn-A-5 68.4136 68.2317 Cs-Zn-A-6 69.2582 69.0263 TB Phụ biểu 3: Độ mài mòn m u gỗ Cao xu xử lý Cồn STT Tên mẫu M1 (g) M2 (g) (khối lƣợng mẫu (khối lƣợng mẫu trƣớc mài) sau mài) Cs-Zn-C-1 66.4427 66.2459 Cs-Zn-C-2 69.0381 68.8603 Cs-Zn-C-3 68.5869 68.4382 Cs-Zn-C-4 65.7229 65.4990 Cs-Zn-C-5 66.3094 66.0575 Cs-Zn-C-6 66.8057 66.6589 TB TB Phụ biểu 4: Độ mài mòn m u gỗ Cao xu không xử lý STT Tên mẫu M1 (g) M2 (g) (khối lƣợng mẫu (khối lƣợng mẫu trƣớc mài) sau mài) Cs-Zn-DC-1 66.5055 66.1914 Cs-Zn-DC-2 65.0505 64.8101 Cs-Zn-DC-3 71.9375 71.6620 Cs-Zn-DC-4 62.3925 62.1665 Cs-Zn-DC-5 67.3481 67.2072 TB Độ mài mòn (%) 0.1682 0.2980 0.3496 0.2289 0.4229 0.1560 0.2706 Độ mài mòn (%) 0.2145 0.1278 0.1757 0.2209 0.2659 0.3348 0.2233 Độ mài mòn (%) 0.2962 0.2575 0.2168 0.3407 0.3799 0.2197 0.2851 Độ mài mòn (%) 0.4723 0.3696 0.3830 0.3622 0.2092 0.3593 Phụ biểu 5: Độ cứng tĩnh gỗ Cao su xử lý Nước STT Tên mẫu Mặt cắt Mặt xuyên tâm ngang (N) (N) Cs-Zn-N-1 4841 4812 Cs-Zn-N-2 4007 3789 Cs-Zn-N-3 4881 3688 Cs-Zn-N-4 4099 3763 Cs-Zn-N-5 4016 3613 TB 4369 3933 Phụ biểu 6: Độ cứng tĩnh gỗ Cao su xử lý Axeton STT Tên mẫu Mặt cắt Mặt xuyên tâm ngang (N) (N) Cs-Zn-A-1 4244 3530 Cs-Zn-A-2 3012 3323 Cs-Zn-A-3 5728 4777 Cs-Zn-A-4 4592 3856 Cs-Zn-A-5 4654 3798 TB 4446 3857 Phụ biểu 7: Độ cứng tĩnh gỗ Cao su xử lý Cồn STT Tên mẫu Mặt cắt ngang Mặt xuyên tâm (N) (N) Cs-Zn-C-1 4250 3295 Cs-Zn-C-2 4264 3631 Cs-Zn-C-3 5087 4499 Cs-Zn-C-4 4005 3369 Cs-Zn-C-5 4759 3508 TB 4473 3660 Phụ biểu 8: Độ cứng tĩnh gỗ Cao su không xử lý STT Tên mẫu Mặt cắt ngang Mặt xuyên tâm (N) (N) Cs-Zn-DC-1 4403 3791 Cs-Zn-DC-2 4348 3926 Cs-Zn-DC-3 4360 3760 Cs-Zn-DC-4 4383 3645 Cs-Zn-DC-5 4852 3637 TB 4469 3752 Mặt tiếp tuyến (N) 4619 4029 3976 3646 4095 4073 Mặt tiếp tuyến (N) 3569 2755 6175 4006 4431 4187 Mặt tiếp tuyến (N) 3449 3893 4712 4134 4168 4071 Mặt tiếp tuyến (N) 3754 3760 3261 3798 3769 3668 Một số hình ảnh trình thực nghiệm Xử lý gỗ nước nóng trước biến tính hạt Nano ZnO Xử lý gỗ Axeton Cồn Chuẩn bị hóa chất biến tính Biến tính gỗ bồn tẩm áp lực Hong phơi gỗ sau ngâm tẩm Mẫu thử mài mòn Thử cứng tĩnh mẫu ... cồn 30 4.2.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý đến độ cứng tĩnh mặt cắt gỗ Cao su biến tính ZnO ết ảnh hƣởng chế độ xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh gỗ Cao su mặt cắt ngang sau biến tính hạt nano ZnO nhƣ sau:... 4.2.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý đến độ mài mòn gỗ Cao su biến tính ZnO Độ mài mịn cuả gỗ Cao su sau biến tính so với gỗ chƣa biến tính đƣợc thể nhƣ sau: Bảng 4.1: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý đến. .. trƣớc đến độ cứng tĩnh gỗ Cao su mặt cắt tiếp tuyến sau biến tính hạt nano ZnO nhƣ sau: Bảng 4.4: Ảnh hƣởng loại dung môi xử lý trƣớc đến độ cứng tĩnh mặt cắt tiếp tuyến gỗ Cao su biến tính nano ZnO