Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy nhiệt đến một số tính chất gỗ keo lá tràm

LỜI CẢM ƠN Đƣợc đồng ý hỗ trợ Ban giám hiệu nhà trƣờng- Khoa Chế Biến Lâm sản - Bộ môn công nghệ ván nhân tạo NGƢT.PGS.TS Phạm Văn Chƣơng Sau thời gian tiến hành nghiên cứu tơi hồn thành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến số tính chất gỗ Keo tràm” Qua xin ày t ng iết ơn sâu s c đến quý th y cô giáo ộ môn Công nghệ sản xuất ván nhân tạo - Khoa Chế iến Lâm sảnTrƣờng Đại học Lâm nghiệp, ngƣời tận tình giúp đỡ tơi suốt ốn năm học Đặc iệt xin chân thành cảm ơn NGƢT.PGS.TS Phạm Văn Chƣơng ngƣời tận tình hƣớng dẫn tơi suốt thời gian thực đề tài Tôi xin cảm ơn cán ộ ãnh đạo, toàn thể cơng nhân viên thuộc Trung tâm thí nghiệm thực hành Khoa Chế iến Lâm sản, Trung tâm thông tin khoa học thƣ viện Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm chuyển giao công nghệ công nghiệp Rừng trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian thực khố uận Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, ạn è đồng nghiệp hết ng giúp đỡ mặt tinh th n nhƣ vật chất suốt thời gian học tập trƣờng Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực Dƣơng Đình Nhân MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Ph n TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm iến tính thủy nhiệt 1.2 Tình hình nghiên cứu iến tính gỗ giới nƣớc Ph n MỤC TIÊU, PHẠM VI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu 2.2 Phạm vi nghiên cứu 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phƣơng pháp ý thuyết 2.3.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 2.4 Ý nghĩa đề tài 13 2.5 Phƣơng pháp xử ý số iệu 13 Ph n KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 16 3.1 Cơ sở ý thuyết 16 3.1.1 Sơ ƣợc sở khoa học iến tính gỗ 16 3.1.2 Sự thay đổi tính chất gỗ có tác nhân xử ý 20 3.1.3 Sơ ƣợc ý thuyết iến tính thủy nhiệt 20 3.2 Nguyên, vật iệu dùng thí nghiệm 23 3.2.1 Gỗ Keo tràm 23 3.2.2 Keo Synteko 24 3.3 Thực nghiệm 26 3.3.1 Sơ đồ thực nghiệm 26 3.3.2 Mô tả thực nghiệm 26 3.3.3 Kết thí nghiệm 29 3.3.4 Nhận xét, phân tích đánh giá kết 36 Ph n KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 40 4.1 Kết uận 40 4.2 Tồn 40 4.3 Đề xuất 41 4.4 Kiến nghị 41 Tài iệu tham khảo 42 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, gỗ mọc nhanh rừng trồng đƣợc trồng nhiều nƣớc giới xu hƣớng nghiên cứu iến tính theo hƣớng thay đổi tính chất gỗ có ợi cho ngƣời sử dụng c n thiết Bên cạnh ƣu điểm gỗ rừng trồng nhƣ sinh trƣởng nhanh, có khả tái sinh tự nhiên tốt song gỗ mềm, nhẹ, tỷ trọng thấp nhiều so với số oài gỗ rừng tự nhiên Đây ý mà năm trƣớc gỗ rừng trồng chủ yếu phục vụ cho sản xuất ột giấy, sản xuất ván dăm, số đƣợc sử dụng cho sản xuất ao ì đồ mộc khơng có tính thẩm mỹ cao Biến tính gỗ q trình tác động hố học, học, nhiệt học, sinh học (enzyme) đồng thời àm thay đổi ại cấu trúc gỗ mà chủ yếu tác động vào nhóm hydroxy Q trình àm cho tính chất gỗ thay đổi Biến tính gỗ có nhiều phƣơng pháp Trong năm g n nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nhật, Nga, Ph n Lan sử dụng phƣơng pháp iến tính sau: nhiệt cơ, hố cơ, hố học, nhiệt hoá, ức xạ - hoá học, nano, enzyme Biến tính gỗ theo hai xu hƣớng chủ yếu: nén chặt khơng nén chặt Một số oại hình iến tính: ngâm tẩm, gỗ ép ớp, gỗ nén, gỗ tăng tỷ trọng, po yme hoá Các kỹ thuật khác đƣợc sử dụng để nâng cao tính chất gỗ, chẳng hạn nhƣ, ảo quản gỗ ằng cách sử dụng chất ảo quản thuốc chống sâu mọt, sơn UV- hấp thụ,… Tuy nhiên, nhiều số có tác động tới mơi trƣờng Vì lý này, ứng dụng chúng đƣợc hạn chế sản xuất Ở Việt Nam năm g n đây, cơng nghệ iến tính gỗ theo xu hƣớng khác nhƣ nâng cao khối ƣợng thể tích, tính chất vật ý, ổn định kích thƣớc gỗ đƣợc nhiều nhà khoa học, nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu Một số kết nghiên cứu ổn định kích thƣớc gỗ đƣợc nghiên cứu trƣờng Đại học Lâm nghiệp Tr n Văn Chứ nghiên cứu ảnh hƣởng PEG, U - F đến chất ƣợng gỗ iến tính, Hồng Tiến Đƣợng nghiên cứu ảnh hƣởng xử ý nhiệt đến số tính chất gỗ Keo tràm, Vũ Huy Đại Nguyễn Minh Hùng nghiên cứu ảnh hƣởng xử ý vi sóng đến số tính chất gỗ Trám tr ng; ảnh hƣởng tỷ suất nén đến tính ổn định kích thƣớc gỗ iến tính; xử ý ằng DMDHEU làm thay đổi số tính chất gỗ Keo Mặc dù kết mang tính thử nghiệm đặt tảng an đ u cho nghiên cứu Tuy nhiên nƣớc ta chƣa có cơng trình khoa học nghiên cứu ảnh hƣởng trình xử ý thủy - nhiệt đến tính chất vật ý, học, sinh học tính chất công nghệ gỗ Keo tràm Trên sở đó, ƣớc đ u tơi tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến số tính chất gỗ Keo tràm” Phần TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm biến tính thủy - nhiệt [14, 15] Biến tính thủy - nhiệt trình àm thay đổi số tính chất vật ý, học, sinh học tính chất cơng nghệ gỗ dƣới tác dụng nhiệt độ cao xử ý gỗ nƣớc, sau đƣợc gia nhiệt ằng phƣơng pháp sấy 1.2 Tình hình nghiên cứu biến tính gỗ giới nƣớc Các cơng trình nghiên cứu biến tính thủy - nhiệt giới Trong năm g n đây, việc xử ý nhiệt cho gỗ có khả àm thay đổi số tính chất gỗ đƣợc nghiên cứu nhiều giới Allen cộng (2002), nghiên cứu iến đổi thành ph n hóa học Vân sam (Picea abies) dƣới tác dụng nhiệt xử ý nhiệt àm giảm hemicelluloses, phân hủy cellulose lignin không đáng kể Behbood Mohebby Ibrahim Sanaei (2005), nghiên cứu ảnh hƣởng xử ý thuỷ - nhiệt đến tính chất vật ý gỗ Sồi (Fagus orientalis) Mẫu đƣợc đặt khoang thép khơng gỉ chứa đ y nƣớc, đun nóng nhiệt độ 160, 180 2000C 4, Kết cho thấy trƣơng nở đƣợc giảm khối ƣợng ị giảm nhẹ Inga JUODEIKIENĖ (2009), nghiên cứu ảnh hƣởng xử ý thủy - nhiệt đến cƣờng độ nén uốn tĩnh gỗ Thông Các mẫu đƣợc xử ý 60, 80, 100 1200C với thời gian 24, 48, 72 96 Kết cƣờng độ uốn tĩnh gỗ Thông đƣợc xử ý nhiệt thời gian giảm xuống so với gỗ ban đ u Sau làm nóng nhiệt độ 600C cƣờng độ uốn tĩnh giảm từ 5,13% 9,0% so với gỗ chƣa đƣợc xử ý Đối với mẫu đun nóng nhiệt độ 800C với thời gian khác làm cho cƣờng độ uốn giảm từ 5,88% - 10,03% Sau àm nóng nhiệt độ 1000C cƣờng độ uốn giảm từ 5,73% - 12,52% nhiệt độ 1200C cƣờng độ uốn giảm từ 11,46% đến 13,73% Cƣờng độ nén vng góc với thớ gỗ sau làm nóng 600C giảm khoảng 2,2% - 4,7%, 800C 4,6% - 12,7 %, 1000C 6,5% - 8,0% 1200C giảm từ 2,5% 10% Sau làm nóng 600C, 800C, 1000C 1200C làm tăng cƣờng độ nén dọc thớ gỗ tƣơng ứng 6% -14,5%, 8% - 18,3%, 0,1% - 11,7% 2% - 7,4% Những kết nhiều thay đổi đáng kể đạt đƣợc q trình làm nóng nhiệt độ 600C 800C với thời gian 96 Sự gia tăng cƣờng độ nén dọc thớ gỗ đƣợc iên quan đến việc thay đổi kết cấu gỗ Phá hủy hệ thống hemicenluloses sớm so với cellulose lignin Sự xuống cấp hemicelluloses từ chuỗi dài chuỗi thành chuỗi ng n hơn, có khả chịu nén dọc thớ gỗ tốt Song cƣờng độ uốn tĩnh cƣờng độ nén vng góc với thớ gỗ giảm Kamdem cộng (2002), xử ý nhiệt tăng sức đề kháng sinh học gỗ chống nấm thối Kamdem et al cho rằng, việc xử ý nhiệt gỗ giảm môđun đàn hồi (MOR) khoảng 10 - 50% Nghiên cứu ất kỳ xử ý tăng nhiệt độ thời gian tăng môđun đàn hồi gỗ Sồi giảm xuống Militz (2002), xử ý nhiệt cho gỗ nhằm nâng cao tính chất khác nó, chẳng hạn nhƣ chống thấm nƣớc, ổn định kích thƣớc, hệ số chống trƣơng nở (ASE), chống tia UV Yildiz et al (2002), nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến hệ số chống trƣơng nở (ASE) gỗ Sồi Chế độ xử ý nhiệt độ 1800C với mức thời gian 2, 10 sau thực chu kỳ ngâm sấy Kết thu đƣợc hệ số ASE đặt khoảng 47,64% Các công trình nghiên cứu biến tính gỗ nước Trong nƣớc ta có nhiều cơng trình nghiên cứu iến tính gỗ Đặc iệt cơng trình nghiên cứu khoa Chế iến Lâm sản – trƣờng Đại học Lâm nghiệp Vũ Huy Đại (2008), nghiên cứu quy trình cơng nghệ xử ý ván phủ mặt từ gỗ Keo ằng DMDHEU (akrofix) Kết nghiên cứu cho thấy: Sau đƣợc xử ý ằng DMDHEU với chất xúc MgC nhiệt độ 1300C tính chất vật ý h u hết tính chất học ván m ng gỗ Keo xử ý đƣợc cải thiện Tr n Hoàng Đăng, nghiên cứu ảnh hƣởng hàm ƣợng thời gian xử lý chromium trioxide đến số tính chất gỗ Keo tràm Kết nghiên cứu khẳng định tính chất vật ý nhƣ tỷ ệ co rút thể tích dãn nở thể tích, độ hút ẩm gỗ sau xử ý đƣợc cải thiện, tính chất học gỗ tăng ên Nguyễn Thị Thu Hà (2004), nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ, thời gian tẩm nhựa Po yurethane (P – U) đến chất ƣợng gỗ iến tính Sau tiến hành xử ý gỗ Keo tràm ằng P – U với cấp nồng độ – – – – 11% thời gian từ – ngày àm tăng khối ƣợng thể tích, chống đƣợc xâm nhập n m mốc, hạn chế co rút dãn nở… Nguyễn Thị Thanh Hải (2005), nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ, thời gian tẩm Urea đến số tiêu chất ƣợng gỗ iến tính Kết thu đƣợc tỷ ệ co rút dãn nở gỗ xử ý ằng Urea sau qua nén ép giảm, tính chất học tăng, khối ƣợng thể tích tăng, độ ám dính màng phủ P – U ên ề mặt tốt hơn… Tạ Thị Phƣơng Hoa (2005), nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian xử ý nhiệt axety hóa đến số tính chất gỗ Keo tai tƣợng (Acacia mangium Will) Kết sau xử ý àm thay đổi số tính chất gỗ theo hƣớng có ợi cho ngƣời sử dụng Lê Ngọc Phƣớc, Nguyễn Văn Thoại (2010), nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian ngâm tẩm hóa chất đến tính chất gỗ iến tính ằng DMDHEU dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp Kết nghiên cứu cho thấy thời gian ngâm tẩm hóa chất ảnh hƣởng trực tiếp đến tính chất ván sàn Độ mài m n, độ ong tách màng keo độ võng uốn ván xử ý giảm so với ván khơng xử ý Khối ƣợng thể tích ván sàn thay đổi không đáng kể qua chế độ xử ý Nguyễn Chí Quang (2007), nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ thời gian ngâm polyetylen g yco (PEG) đến số tính chất học chủ yếu gỗ Keo tràm Kết nghiên cứu rằng: Gỗ sau xử ý PEG hệ số chống trƣơng nở (ASE) tăng PEG góp ph n tích cực việc điều chỉnh tốc độ ay nƣớc gỗ phơi sấy, nhờ àm giảm đáng kể tƣợng nứt nẻ - cong vênh sấy khô gỗ, sấy cƣỡng ức nhiệt độ cao Bên cạnh KLTT, độ ền kéo dọc thớ, độ ền uốn tĩnh tăng Tr n Ngọc Thành (2006), nghiên cứu số yếu tố cơng nghệ iến tính gỗ Trám tr ng àm ván sàn ằng phƣơng pháp nén ép Kết sau trình nén ép nhiệt độ 140 – 150 – 1600C àm KLTT gỗ tăng từ 0,42 ên 0,79 g/cm3 Độ ền uốn tĩnh, độ ền ép dọc độ ền ép ngang tăng ên Nguyễn Tất Th ng (2004), nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ thời gian tẩm U – F (Ure – Formaldehyde) đến chất ƣợng gỗ iến tính Thời gian xử ý từ – ngày, nồng độ U – F từ 10 – 30% Kết àm cho khả co rút gỗ giảm Còn tỷ ệ dãn nở theo chiều tiếp tuyến, khối ƣợng thể tích, ứng suốt ép dọc thớ ứng suất uốn tĩnh có xu hƣớng tăng ên nồng độ nằm khoảng 10 – 25% Nhƣng nồng độ tăng từ 25 – 30% tính chất giảm xuống Nguyễn Đức Thịnh (2006), nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ thời gian ngâm tẩm nhựa novo ak đến số tiêu chất ƣợng gỗ iến tính Kết nghiên cứu cho thấy: khả uốn tĩnh, khả nén dọc gỗ Bồ đề sau xử ý có hƣớng tăng c n khả co rút khả dẫn nở giảm tăng nồng độ kéo dài thời gian xử ý Vũ Văn Toản (2005), nghiên cứu khả biến tính tăng cƣờng độ cứng cho gỗ Cao su àm nguyên iệu sản xuất ván sàn Sau tiến hành xử ý gỗ Cao su ằng dung dịch nhựa styrene màu s c gỗ không ị thay đổi, hạn chế đƣợc co rút dãn nở, àm tăng cƣờng tính chất ý gỗ Nguyễn Đình Tuyến (2005), nghiên cứu khả iến tính tăng cƣờng độ cứng cho gỗ thơng Mã vĩ àm nguyên iệu sản xuất ván sàn Sau tiến hành xử ý gỗ thông Mã vĩ ằng dung dịch nhựa styrene kh c phục đƣợc tính co rút dãn nở gỗ, tính chất ý đƣợc cải thiện… Biến tính gỗ giới nƣớc đƣợc nghiên cứu nhiều Song iến tính thủy – nhiệt cho gỗ Keo tràm chƣa đƣợc nghiên cứu Do vậy, ƣớc đ u tiến hành nghiên cứu thay đổi số tính chất vật ý, học tính chất cơng nghệ gỗ Keo tràm ằng phƣơng pháp iến tính thủy – nhiệt Phần MỤC TIÊU, PHẠM VI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu Xác định đƣợc ảnh hƣởng thời gian xử ý thuỷ - nhiệt đến khối ƣợng thể tích, khả ổn định kích thƣớc, khả hút nƣớc, độ ền nén dọc thớ, độ ền uốn tĩnh khả dán dính keo gỗ Keo tràm 2.2 Phạm vi nghiên cứu Các yếu tố cố định: Loại gỗ: Gỗ Keo tràm có độ tuổi từ – năm đƣợc khai thác huyện Lƣơng Sơn, tỉnh H a Bình Nhiệt độ xử lý: 1000C Chất kết dính: Keo Synteko 1971/1999 Lượng keo tráng: 200 g/m2 ề mặt Chế độ ép mẫu kiểm tra độ bền dán dính: Ép nguội, áp suất ép 1,5 MPa, thời gian trì áp suất ép 60 phút Yếu tố thay đổi: Thời gian xử ý thay đổi theo chế độ: giờ, giờ, 12 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phƣơng pháp lý thuyết Kế thừa cơng trình nghiên cứu iên quan đến iến tính thủy - nhiệt, nghiên cứu Keo tràm tài iệu keo Synteko 1971/1999 2.3.2 Phƣơng pháp thực nghiệm Tiến hành àm thí nghiệm để xác định đƣợc ảnh hƣởng thời gian xử ý thủy nhiệt đến số tính chất vật ý, học công nghệ gỗ Keo tràm 2.3.2.1 Kiểm tra khối lượng thể tích Tiêu chuẩn kiểm tra: Mẫu đƣợc kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 8408 – 2: 2009; Kích thước mẫu: Mẫu thử có kích thƣớc 20 × 20 × 30 (mm); C(95%)(g/cm3) 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý khối ƣợng thể tích: Y = -0,005X + 0,604 (3.1) Hệ số tƣơng quan: r = 0,99 Đồ thị quan hệ Ảnh hƣởng thời gian xử lý đến KLTT 0,62 0,604 KLTT, g/cm3 0,60 0,58 Đƣờng thực nghiệm 0,577 0,56 Đƣờng ý thuyết 0,564 0,54 0,547 0,537 0,52 0,50 ĐC 12 Thời gian xử lý, 3.3.3.2 Kiểm tra hệ số ASE, % Tiến hành kiểm tra hệ số ASE, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 1.7 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê toán học đƣợc trình ày theo ảng 3.7 Bảng 3.7 Kết xác định hệ số ASE,% Thời gian xử ý, Đặc trƣng thống kê 12 Xtb(%) 12,57 19,17 24,24 35,88 s(%) 0,23 0,16 0,19 0,37 S% 1,82 0,85 0,80 1,04 P% 0,69 0,32 0,30 0,39 30 C(95%)(%) 0,20 0,14 0,17 0,32 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với hệ số ASE: Y = 2,5X + 4,21 (3.2) Hệ số tƣơng quan: r = 0,98 Đồ thị quan hệ Ảnh hưởng thời gian xử lý đến hệ số ASE 40 35,88 35 Hệ sô ASE, % 30 25 24,24 20 19,17 15 10 Đường thực nghiệm 12,57 Đường lý thuyết ĐC 12 Thời gian xử lý, 3.3.3.3 Kiểm tra hệ số WRE, % Tiến hành kiểm tra hệ số WRE, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 1.7 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê toán học đƣợc trình ày theo ảng 3.8 Bảng 3.8 Kết xác định hệ số WRE, % Thời gian xử ý, Đặc trƣng thống kê 12 Xtb(%) 5,88 10,35 19,13 23,88 s(%) 0,90 0,46 1,79 1,99 S% 3,34 1,77 7,69 9,13 31 P% 1,26 0,67 2,91 3,45 C(95%)(%) 0,77 0,39 1,53 1,70 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với hệ số WRE à: Y = 2,09X – 0,88 (3.3) Hệ số tƣơng quan: r = 0,96 Đồ thị quan hệ Ảnh hưởng thời gian xử lý đến hệ số WRE 30 25 Hề số WRE, % 23,88 20 19,13 15 10 10,35 Đường thực nghiệm 5,88 Đường lý thuyết ĐC 12 Thời gian xử lý, 3.3.3.4 Kiểm tra độ bền nén dọc thớ, MPa Tiến hành kiểm tra độ ền, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 2.1, 2.2, 2.3 2.4 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê toán học đƣợc trình ày theo ảng 3.9 Bảng 3.9 Kết xác định độ bền nén dọc thớ, MPa Đặc trƣng thống kê Thời gian xử ý, ĐC 12 Xtb(MPa) 51,57 50,82 52,54 51,79 55,87 32 s(MPa) 5,64 3,61 6,45 6,93 7,10 S% 10,94 7,10 12,27 13,39 12,71 P% 3,46 2,25 3,88 4,23 4,02 C(95%)(MPa) 4,03 2,58 4,61 4,95 5,07 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với độ ền nén dọc thớ gỗ: Y = 0,32X + 50,60 (3.4) Hệ số tƣơng quan: r = 0,77 Đồ thị quan hệ Ảnh hưởng chế độ xử lý đến độ bền nén dọc thớ gỗ 57 55,87 56 Độ bền nén dọc thớ, MPa 55 54 52,54 53 52 51,57 51,79 51 50,82 50 49 Đường thực nghiệm 48 Đường lý thuyết 47 46 ĐC 12 Thời gian xử lý, 3.3.3.5 Kiểm tra độ bền uốn tĩnh, MPa Tiến hành kiểm tra độ ền uốn tĩnh, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 3.1, 3.2, 3.3 3.4 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê tốn học đƣợc trình bày theo ảng 3.10 Bảng 3.10 Kết xác định độ bền uốn tĩnh, MPa Đặc trƣng thống kê Thời gian xử ý, ĐC 33 12 Xtb(MPa) 66,85 62,12 61,32 54,32 53,56 s(MPa) 9,30 5,06 1,91 5,51 7,79 S% 13,92 8,15 3,12 10,14 14,54 P% 4,40 2,58 0,99 3,21 4,60 C(95%)(MPa) 6,65 3,62 1,37 3,94 5,57 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với độ ền uốn tĩnh: Y = -1,15X + 66,51 (3.5) Hệ số tƣơng quan: r = 0,97 Đồ thị quan hệ Ảnh hƣởng thời gian xử lý đến độ bền uốn tĩnh 80 66,85 Độ bền uốn tĩnh, MPa 70 61,32 60 53,56 62,12 50 54,32 Đƣờng thực nghiệm 40 Đƣờng ý thuyết 30 20 10 ĐC Thời gian xử lý, 12 3.3.3.6 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo Tiến hành kiểm tra độ ền kéo trƣợt màng keo, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 4.1, 4.2, 4.3 4.4 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê tốn học đƣợc trình ày theo ảng 3.11 Bảng 3.11 Kết xác định độ bền kéo trƣợt màng keo, Mpa Đặc trƣng Thời gian xử ý, 34 thống kê ĐC 12 Xtb(MPa) 6,79 6,43 5,69 4,86 2,42 s(MPa) 0,35 0,18 0,27 0,35 0,31 S% 5,21 2,76 4,68 7,23 12,72 P% 1,65 0,87 1,48 2,29 4,02 C(95%)(MPa) 0,25 0,13 0,19 0,25 0,22 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với độ ền kéo trƣợt màng keo: Y = -0,34X + 7,3 (3.6) Hệ số tƣơng quan: r = 0,94 Đồ thị quan hệ Độ bền kéo trƣợt màng keo, MPa Ảnh hƣởng thời gian xử lý đến độ bền kéo trƣợt màng keo 6,43 5,69 6,79 4,86 Đƣờng thực nghiệm Đƣờng ý thuyết 2,42 ĐC 12 Thời gian xử lý, 3.3.3.7 Kiểm tra độ bong tách màng keo Tiến hành kiểm tra độ ong tách màng keo, số iệu đƣợc trình ày phụ iểu 5.1, 5.2, 5.3 5.4 ph n phụ ục, kết xử ý thống kê tốn học đƣợc trình ày theo ảng 3.12 Bảng 3.12 Kết xác định độ bong tách màng keo,% 35 Đặc trƣng thống kê Xtb(MPa) s(MPa) S% P% C(95%)(MPa) Thời gian xử ý, 8,44 10,63 14,38 1,42 1,27 1,18 16,81 11,98 8,23 5,32 3,79 2,60 1,01 0,91 0,85 ĐC 6,25 0,86 13,83 4,37 0,62 12 21,28 2,66 12,51 3,96 1,90 Phƣơng trình tƣơng quan thời gian xử ý với độ ong tách màng keo: Y = 1,2X + 4,87 (3.7) Hệ số tƣơng quan: r = 0,96 Đồ thị quan hệ Ảnh hƣởng thời gian xử lý đến độ bong tách màng keo 25 Độ bong tách màng keo, % 21,28 20 15 Đƣờng thực nghiệm 14,38 Đƣờng ý thuyết 10 6,25 8,44 10,63 ĐC Thời gian xử lý, 12 3.3.4 Nhận xét, phân tích đánh giá kết Kết đề tài ta thấy gỗ Keo tràm sau xử ý thủy - nhiệt thay đổi số tính chất nhƣ sau: 36 Sự thay đổi KLTT: KLTT mẫu sau trình xử ý thủy - nhiệt giảm so với KLTT mẫu không xử ý, thời gian xử ý kéo dài KLTT gỗ giảm Cụ thể nhƣ sau: Chế độ xử ý KLTT giảm 3,33%; Chế độ xử ý KLTT giảm 6,66%; Chế độ xử ý KLTT giảm 8,33%; Chế độ xử ý 12 KLTT giảm 10% Sự thay đổi hệ số ASE: Hệ số ASE gỗ tăng theo thời gian xử lý Cụ thể nhƣ sau: Chế độ xử ý hệ số ASE tăng 12,57%; Chế độ xử ý hệ số ASE tăng 19,17%; Chế độ xử ý hệ số ASE tăng 24,24%; Chế độ xử ý 12 hệ số ASE tăng 35,88% Sự thay đổi hệ số WRE: Hệ số WRE gỗ tăng theo thời gian xử ý Cụ thể nhƣ sau: Chế độ xử ý hệ số WRE tăng 5,88%; Chế độ xử ý hệ số WRE tăng 10,35%; Chế độ xử ý hệ số WRE tăng 19,13%; Chế độ xử ý 12 hệ số WRE tăng 23,88% Sự thay đổi độ bền nén dọc thớ: Độ ền nén dọc thớ mẫu xử ý có xu hƣớng cao so với mẫu không xử ý Cụ thể nhƣ sau: Chế độ xử ý độ ền nén dọc thớ tăng 1,45%; Chế độ xử ý độ ền nén dọc thớ giảm 0,43%; Chế độ xử ý độ ền nén dọc thớ tăng 1,88%; Chế độ xử ý 12 độ ền nén dọc thớ tăng 8,34% 37 Sự thay đổi độ bền uốn tĩnh: Độ ền uốn tĩnh giảm nhẹ so với mẫu không xử ý Với chế độ xử ý độ ền uốn tĩnh giảm 7,08%; Với chế độ xử ý độ ền uốn tĩnh giảm 8,27%; Với chế độ xử ý độ ền uốn tĩnh giảm 18,74%; Với chế độ xử ý 12 độ ền uốn tĩnh giảm 19,88% Sự thay đổi khả dán dính: Độ ền kéo trƣợt màng keo giảm độ ong tách màng keo gỗ tăng sau trình xử ý nhiệt Thời gian xử ý tăng khả dán dính màng keo giảm Theo cấp xử ý thủy – nhiệt – – – 12 (giờ) thì: Độ ền kéo trƣợt màng keo giảm 5,30 - 16,20 - 28,42 - 64,36 (%); Độ ong tách màng keo tăng theo thứ tự 25,95 - 41,20- 56,54 -70,63 (%) Nguyên nhân Nguyên nhân khách quan Sự phân hủy chất chiết suất polyme vách tế mà chủ yếu phân hủy hemice u oses xảy trình xử ý thủy- nhiệt Khơng oại ảnh hƣởng ƣa nƣớc hemice u oses mà khối ƣợng gỗ nhẹ Hệ số ASE tăng ên iên quan đến q trình phân hủy chất Phá hủy hemicenluloses sớm so với cellulose lignin Sự xuống cấp hemicelluloses từ chuỗi dài thành cấu trúc cụ thể ng n hơn, có khả kháng nén dọc thớ gỗ tốt Song phá hủy àm cho kết cấu gỗ khơng đƣợc vững ch c nhƣ an đ u nên độ ền uốn tĩnh có xu hƣớng giảm Khả dán dính keo với gỗ sau xử ý giảm Do trình xử ý thủy - nhiệt số nhóm –OH polyme vách tế bào ị phân hủy, hình thành chất có khả àm cho ề mặt có khả trơ 38 Do vậy, khả thẩm thấu keo vào gỗ phản ứng keo với gỗ giảm dẫn đến cƣờng độ dán dính Phản ứng keo gỗ đƣợc iểu thị nhƣ sau: Wood-OH + OCN-R-NCO → Wood-O-C-NH-R-NH-C-Wood ║ ║ O O Wood-O-C-NH-R-+HO-Wood → Wood-O-C-NH-R-NH-C-Wood ║ ║ ║ O O O Nhóm -OH trung tâm c u nối gỗ với keo dán Khi có nhiệt độ phân tử dao động nhóm chức hoạt động tạo mạch không gian khác Lực tƣơng tác sinh trình dao động phân tử ề mặt tạo tính chất ề mặt Trong trƣờng hợp nƣớc đƣợc hấp thụ vào gỗ iên kết với nhóm -OH của po yme vách tế tạo thay đổi không gian ên gỗ tạo thuận ợi phân tử keo khuếch tán vào ên gỗ Nhƣng nhóm -OH giảm tƣợng ị hạn chế ại Nguyên nhân chủ quan Q trình tạo mẫu khơng đồng dẫn đến ép mẫu ực tác dụng lên mẫu khác ảnh hƣởng tới khả dán dính màng keo mẫu Độ ẩm mẫu sau n sấy không đồng đều, cân đo mẫu tồn sai số ớn Các mẫu gỗ an đ u (khi chƣa xử ý) khác tính chất dẫn đến thay đổi số tính chất gỗ chế độ chƣa rõ ràng, chƣa tuân theo quy uật nhƣ ý thuyết khẳng định 39 Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Dƣới tác dụng iến tính thủy - nhiệt gỗ Keo tràm có thay đổi số tính chất, cụ thể nhƣ sau: Tính chất vật lý: KLTT gỗ Keo tràm giảm hệ số ASE WRE tăng ên theo thời gian xử ý Tính chất học: Độ ền nén dọc thớ gỗ tăng độ ền uốn tĩnh giảm xuống Tính chất cơng nghệ: Khả dán dính keo giảm Sự thay đổi tính chất có tính quy uật Tức thời gian xử ý kéo dài KLTT, độ ền uốn tĩnh khả dán dính keo giảm c n tính chất khác tăng theo Điều kiện để áp dụng kết đề tài là: Gỗ Keo tràm: Có độ tuổi từ – năm, khai thác Lƣơng Sơn – Hịa Bình, độ ẩm 10 – 12%; Chế độ xử ý thủy – nhiệt gia nhiệt 1000C với cấp thời gian: – – – 12 (giờ); Chế độ ép mẫu thử dán dính: Keo sử dụng chế độ ép mẫu nhƣ trình ày 4.2 Tồn Phạm vi để áp dụng kết đề tài hẹp; Quá trình xử ý nhiệt cho gỗ uộc thủ cơng nên khó đảm ảo trì nhiệt độ; 40 Nhiệt độ xử ý chƣa cao, thời gian ng n nên số tính chất có ảnh hƣởng chƣa rõ ràng; Kích thƣớc mẫu sau q trình gia công chƣa đồng nên ảnh hƣớng đến tính chất ý, cơng nghệ gỗ; Lƣợng mẫu thí nghiệm chƣa nhiều nên hệ số tƣơng quan ý thuyết thực nghiệm số tính chất chƣa cao 4.3 Đề xuất Sử dụng thiết ị có hệ thống gia nhiệt đạt đƣợc nhiệt độ cao, có khả giữ nhiệt ổn định gia nhiệt đƣợc nhiều chế độ để thuận tiện trình xử ý Tăng dung ƣợng mẫu thí nghiệm để xác định đƣợc ảnh hƣởng nhiệt độ đến tính chất gỗ xác cao Các mẫu thí nghiệm trƣớc xử ý nhiệt phải có tính tƣơng đồng tính chất 4.4 Kiến nghị Q trình nghiên cứu ý thuyết đánh giá kết thí nghiệm ta thấy: Khi xử ý nhiệt cho gỗ àm thay đổi số tính chất gỗ Gỗ sau xử ý nhiệt có khả ổn định kích thƣớc, chống ẩm tốt, giảm đƣợc phá hoại sâu mọt, độ ền nén dọc thớ tăng ên khả dán dính keo giảm Do vậy, gỗ sau xử ý nhiệt đƣợc sử dụng àm đồ mộc nơi có độ ẩm tƣơng đối cao Hoặc sử dụng dạng gỗ khối thích hợp cho cột trụ có khả chịu nén Tiếp tục nghiên cứu tính chất khác (tính chất sinh học, trang sức…) để đánh giá đ y đủ ảnh hƣởng iến tính thủy – nhiệt đến tính chất gỗ Keo tràm 41 Nghiên cứu iến đổi thành ph n hóa học chất chiết suất gỗ trình xử ý thủy - nhiệt để iết đƣợc iến đổi tính chất vật ý, học, sinh học tính chất cơng nghệ gỗ cách xác Nghiên cứu iến tính thủy – nhiệt oại gỗ khác để rút quy uật chung iến đổi tính chất gỗ xử ý thủy – nhiệt Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo Tiếng việt Nguyễn Văn Bỉ (2005), Phư ng pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Thị Thu Hà (2004), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ, thời gian tẩm nhựa Polyurethane (P – U) đến chất lượng gỗ biến tính”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng đại học Lâm nghiệp Nguyễn Thị Thanh Hải (2005), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ, thời gian tẩm Urea đến số tiêu chất lượng gỗ biến tính”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Hồ Thị Lam (2010), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng Assembly time đến độ bền dán dính keo Synteko 1980/1993,1985/1993 với gỗ Keo tai tượng”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Lê Ngọc Phƣớc (2010), đề tài thạc sỹ “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”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Đặng Nhật Thành (2003), khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu cấu tạo, tính chất c lý chủ yếu gỗ Bạch đàn URÔ (Eucalyptus Urophylla) hướng đề xuất sử dụng”, khoa Chế iến Lâm sản, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 42 Nguyễn Tất Th ng (2004), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ thời gian tẩm U – F (Ure – Formaldehyde) đến chất lư ng gỗ biến tính”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Phạm Ngọc Thiện, Bùi Thị Thu Thủy, Hoàng Nhƣ Phong (2009), chuyên đề nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ép tới chất lượng sản phẩm ván ghép dạng Glulam từ Keo tràm”, khoa Chế iến Lâm sản, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Tr n Ngọc Thiệp, Tr n Văn Chứ (2004), “Công nghệ biến tính gỗ”, khoa Chế iến Lâm sản, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 10 Nguyễn Đức Thịnh (2006), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ thời gian ngâm tẩm nhựa novolak đến số tiêu chất lượng gỗ biến tính”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp 11 Nguyễn Văn Thoại (2010), khoá luận tốt nghiệp “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”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp 12 Vũ Văn Toản (2005), khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu khả biến tính tăng cường độ cứng cho gỗ Cao su làm nguyên liệu sản xuất ván sàn”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp 13 Nguyễn Đình Tuyến (2005), khố luận tốt nghiệp “Nghiên cứu khả biến tính tăng cường độ cứng cho gỗ thông Mã vĩ làm nguyên liệu sản xuất ván sàn”, Khoa Chế iến Lâm sản, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Tài liệu tham khảo tiếng nƣớc 14 Beh ood Mohe y’ I rahim Sanaei (2005), Influences of the hydrothermal treatment on physical properties of beech wood (Fagus orientalis), Department of Wood & Paper Sciences, Faculty of Natural Resources & 43 Marine Sciences, Tarbiat Modarress University, P.O Box 46414-356, Noor, Iran 15 Inga JUODEIKIENĖ (2009), Influence of Thermal Treatment on the Mechanical Properties of Pinewood, Department of Mechanical Wood Technology, Kaunas University of Techno ogy, Studentų 56, LT-51424 Kaunas, Lithuania 16 Andreja KUtNAr1, Mi an ŠERNEK2 (2008), vZroki barvnih sPreMeMb Med terMično in hidroterMično obdelavo lESA 44 ... thƣớc gỗ đƣợc nghiên cứu trƣờng Đại học Lâm nghiệp Tr n Văn Chứ nghiên cứu ảnh hƣởng PEG, U - F đến chất ƣợng gỗ iến tính, Hồng Tiến Đƣợng nghiên cứu ảnh hƣởng xử ý nhiệt đến số tính chất gỗ Keo tràm, ... cơng nghệ gỗ Keo tràm Trên sở đó, ƣớc đ u tiến hành thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến số tính chất gỗ Keo tràm? ?? Phần TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm biến tính thủy - nhiệt. .. đƣợc tính ƣa nƣớc gỗ khối ƣợng nhẹ Các nhà nghiên cứu cho tác động nhiệt độ xử ý àm ảnh hƣởng đến tính chất gỗ nhiều so với thời gian xử ý Tức à, 21 xử ý gỗ nhiệt độ cao àm thay đổi tính chất gỗ