Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ DMDHEU đến tính chất của gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp

ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, ngành Chế biến Lâm sản ngày khẳng định vị kinh tế quốc dân Song, thói quen sử dụng gỗ tự nhiên khai thác mức mà khơng có bổ sung kịp thời làm cho gỗ rừng tự nhiên ngày trở nên khan Chính vậy, việc đẩy mạnh tìm kiếm loại nguyên liệu thay gỗ tự nhiên nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Sản phẩm ván nhân tạo có tốc độ phát triển nhanh đặc biệt ván sàn công nghiệp Ván sàn cơng nghiệp có nhiều ưu điểm so với ván sàn làm gỗ tự nhiên là: Có thể tạo nhiều loại vân thớ, màu sắc khác theo ý muốn sử dụng, giá thành ván sàn công nghiệp thấp so với ván sàn làm gỗ tự nhiên Vì vậy, việc chuyển hướng nghiên cứu sử dụng sản phẩm từ gỗ tự nhiên sang loại hình sản phẩm khác từ gỗ nhân tạo hoàn toàn hợp lý Qua điều tra số loại ván sàn nay, trình sử dụng nảy sinh nhiều khuyết tật như: nứt nẻ, cong vênh, bong tách màng keo, chịu uốn kém, đặc biệt độ cứng khả chịu mài mòn chưa đáp ứng yêu cầu đặt Độ mài mòn/khả chịu mài mòn lớp bề mặt ván sàn gỗ công nghiệp tiêu chất lượng quan trọng, cần phải nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền tính thẩm mỹ sản phẩm ván sàn Trong năm gần việc xử lý gỗ hoá chất DimethylDihydroxyl Ethylen –Ure (DMDHEU) nghiên cứu nhiều giới Để nâng cao hiệu trình xử lý giảm giá thành sản phẩm, đảm bảo nâng cao tính công nghệ sản phẩm, dễ sử dụng, không độc hại với người môi trường, hướng xử lý ván mỏng DMDHEU lựa chọn Hiện nay, chưa có nghiên cứu thời gian xử lý, trình ngâm tẩm, đặc biệt nồng độ DMDHEU trình xử lý ván mỏng dùng làm ván sàn gỗ cơng nghiệp Vì vậy, việc tìm giá trị tối ưu nồng độ DMDHEU xử lý ván mỏng, ảnh hưởng đến tính chất gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp nhằm đạt hiệu tốt mang lại giá trị kinh tế cao tơi lựa chọn Do đó, chúng tơi tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ DMDHEU đến tính chất gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp” CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ván sàn công nghiệp 1.1.1 Khái niệm ván sàn gỗ công nghiệp [1] Ván sàn gỗ công nghiệp loại vật liệu composite gỗ dạng lớp Thơng thường, ván sàn gỗ cơng nghiệp có cấu tạo lớp: lớp làm từ gỗ xẻ ghép lại lớp mặt lớp ván mỏng Công nghệ sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp trọng vào vật liệu dán phủ bề mặt Một lớp vật liệu mỏng bên có tác dụng bảo vệ trang sức cho lớp lõi, lớp vật liệu mỏng khác phía có tác dụng chống hút ẩm chống cong vênh Tổng chiều dày lớp ván mặt không nhỏ 1/3 chiều dày sản phẩm Với tính ưu việt ván sàn gỗ công nghiệp, chống chịu tác động môi trường chống ẩm, chống xước, nấm mốc, mối mọt, đem lại ấm cúng sang trọng cho không gian nội thất Sàn nhà lát ván sàn tạo cảm giác sẽ, êm cho đôi chân người sử dụng, nằm ngủ sàn nhà mà khơng cần dùng giường Nó dần thay sàn gỗ tự nhiên vật liệu lát sàn khác gạch men Trong đề tài chọn ván sàn công nghiệp dạng lớp (layer flooring) sản xuất từ gỗ Bồ đề gỗ Keo tràm Kết cấu gồm phần ván mặt ván lõi Bảng 1.1 Kích thước ván sàn gỗ công nghiệp theo tiêu chuẩn Nhật Bản JAS – SE – Kích thƣớc Cấp độ kích thƣớc Đơn vị Chiều dày 3, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 mm Chiều rộng Chiều dài 75, 90, 100, 110, 150, 220, 300, 303 240, 300, 303, 900, 1800, 1818 mm mm Dựa vào tiêu chuẩn nông nghiệp Nhật Bản đưa lựa chọn chiều dày sản phẩm cho ván sàn 15 mm Ván mặt bao gồm mặt mặt dưới, mặt ván gồm lớp ván bóc; mặt xử lý hoá chất DMDHEU, mặt (lớp cân lực) gồm lớp ván bóc Ván lõi sử dụng ván ghép Lớp lõi Lớp mặt Lớp cân lực Hình 1.1 Cấu tạo ván sàn gỗ cơng nghiệp dạng lớp Hình 1.2 Mẫu sản phẩm thí nghiệm 1.1.2 Tình hình sản xuất ván sàn cơng nghiệp  Trên giới Công nghệ chế biến gỗ giới năm gần có bước phát triển Tuy nhiên quốc gia khác trình độ cơng nghệ, máy móc thiết bị khác Nhưng nhìn chung, cơng nghệ chế biến gỗ hạn chế chất lượng sản phẩm, tỷ lệ lợi dụng thấp Gỗ vật liệu xốp, rỗng, mao dẫn, dị hướng có khả trao đổi ẩm với môi trường xung quanh dẫn đến thay đổi kích thước, hình dạng đặc biệt độ cứng/độ chịu mài mòn bề mặt giảm làm ảnh hưởng đến chất lượng độ bền sản phẩm Nhận thức rõ nguyên liệu gỗ có nhược điểm Vì từ sớm nhà khoa học giới quan tâm tìm xu hướng chủ yếu nâng cao chất lượng gỗ tìm giải pháp biến tính gỗ Hiện gới xuất nhiều loại vật liệu mới, có nhiều sản phẩm q trình biến tính, cơng nghệ biến tính gỗ khơng cịn lĩnh vực mới, phất triển sớm Châu Âu Với mục đích sử dụng vật liệu gỗ cách hiệu quả, nước phát triển giới như: Mỹ, Nga, Nhật, EU… năm qua tiến hành nghiên cứu áp dụng vào sản xuất biện pháp biến tính theo hướng sau: biến tính theo hướng chống cháy, biến tính theo hướng chống ẩm, biến tính theo hướng cải thiện tính chất học, đặc biệt độ cứng/độ mài mòn gỗ mọc nhanh rừng trồng biến dạng bền với môi trường Đây hướng hướng phát triển ván nhân tạo Theo nguồn thống kê công ty Pergo- Thụy Điển, Châu Âu ván sàn công nghiệp tiêu thụ năm 2000 chiếm khoảng 10% tổng số toàn vật liệu ván sàn 1,9 tỷ m2/năm Ở Bắc Mỹ, ván sàn công nghiệp tiêu thụ năm 2000 chiếm 2% tổng số vật liệu lát sàn 1.85tỷ m2/năm Theo báo cáo Hiệp hội ván sàn công nghiệp Châu Âu (FEP) việc kinh doanh sàn gỗ nước FEP tăng 4% năm 2007, số lượng kinh doanh ước đạt 120 triệu m3 Ở Việt Nam sản lượng tiêu thụ ván sàn công nghiệp hàng năm từ 15-25%/năm [2] Hiện nay, nhu cầu sử dụng ván sàn giới ngày tăng, trở thành vật liệu lát sàn chủ yếu, với nhiều tính trội so với loại vật liệu lát sàn khác Trước đây, ván sàn làm gỗ tự nhiên thường sử dụng như: Pơmu, Giáng Hương, Sồi, Lim nguồn gỗ tự nhiên ngày khan hiếm, nhà sản xuất chuyển hướng sang sản xuất ván sàn từ gỗ nhân tạo (ván sàn công nghiệp) Trên giới, ván sàn công nghiệp đưa vào sử dụng rộng rãi cách khoảng 10 năm, nước đầu việc sản xuất sử dụng loại vật liệu là: Đức, Thụy Điển, Phần Lan, Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Italia Các thương hiệu ván sàn cơng nghiệp tiếng kể đến như: Pergo (Thụy Điển), Kronotex, Parador (Đức), Picenza (Italia), EPI (Pháp), Unili (Bỉ), Gago, Green Donghwa (Hàn Quốc), Trong đó, Pergo hãng phát minh sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp giới, cung cấp ván sàn cho thị trường xây dựng dân dụng công nghiệp với nhà phân phối độc quyền 60 nước từ Châu Âu, Bắc Mỹ, đến Châu Á Thái Bình Dương  Tại Việt Nam [9] Rừng tự nhiên sau nhiều năm khai thác, sử dụng cuối với nhiều nguyên nhân khác (du canh du cư, phát lương làm rẫy, khai hoang…) đến suy giảm số lượng chất lượng Trong năm trước số lượng gỗ khai thác từ rừng tự nhiên có năm đạt 1.8 triệu m3/năm, sau lượng gỗ khai thác giảm dần Đứng trước tình hình diện tích rừng bị thu hẹp, trữ lượng gỗ bị giảm sút nghiêm trọng số lượng chất lượng khai thác mức, phá hoại lực lượng lâm tặc nhiều nguyên nhân khác, phải hạn chế khai thác để bảo vệ vốn rừng có Cùng với việc giảm dần lượng khai thác hướng tới đóng cửa rừng tự nhiên chuyển hưởng đẩy mạnh trồng rừng tăng cường sử dụng nguyên liệu rừng trồng vào sản xuất, chế biến loại sản phẩm Trong vịng 15 năm gần ngành lâm nghiệp có nhiều bước tích cực lĩnh vực trồng rừng nguyên liệu Hiện sản lượng ván sàn công nghiệp nước thấp chưa đáp ứng yêu cầu nội địa mà chủ yếu nhập từ nước Ván sàn công nghiệp Việt Nam sử dụng phổ biến vài năm gần Nhưng sản lượng tiêu thụ tăng nhanh năm vào khoảng 20-30% Ván sàn cơng nghiệp có màu sắc vân thớ phong phú đa dạng tạo thẩm mỹ cho phòng Bên cạnh việc tạo nhiều mẫu mã, sàn gỗ cơng nghiệp có cải tiến kỹ thuật để phù hợp với khí hậu Việt Nam, chịu độ ẩm lên đến 80%, bề mặt xử lý nên có độ bền lâu, khả chịu va đập khả chống xước cao Và việc lắp đặt dễ dàng với kết cấu mộng kép dùng keo, với mộng khoá đặc biệt làm cho liên kết kín khít ln bền vững với thời gian Theo thống kê sơ bộ, có đến 80% hộ chung cư cao cấp xây dựng sử dụng sàn gỗ nhân tạo có đến 50% cơng trình nhà dân dụng xây lựa chọn ván sàn gỗ nhân tạo giá thành hợp lý, giá trị sử dụng cao Bên cạnh đó, nhiều cơng trình nhà dân dụng chung cư cũ nâng cấp từ sàn gạch men lên sàn gỗ công nghiệp giá trị sử dụng cao, giá thành hợp lý trình sửa chữa nâng cấp đơn giản thuận tiện Theo số liệu sản lượng ván sàn sử dụng Việt Nam năm 2008 đạt mức 2,5 triệu m2/năm Thị trường ván sàn sôi động ngày phát triển, có 30 hãng tiếng giới thiệu cung cấp sản phẩm tới khách hàng Các sản phẩm ván sàn gỗ đa dạng chủng loại kiểu cách, từ sản phẩm sản xuất nước đến sản phẩm nhập ngoại Sàn gỗ công nghiệp ngoại chủ yếu nhập từ Châu Âu Châu Á với khoảng 15 nhãn hiệu khác Các loại sàn gỗ công nghiệp có giá từ 160.000700.000 VNĐ/m2 sàn tuỳ loại, tuỳ hãng cơng nghệ sản xuất sàn Ta tìm hiểu sản phẩm ván sàn gỗ cơng nghiệp số công ty sau: + Shenzhen Ciiat Technology Co., - Bamboo flooring expert of China + Shanghai Terin Co., Ltd + Công ty TNHH sàn gỗ P.E.R.G.O Việt Nam +Công ty American Standard + Công ty cổ phần phát triển Wedo + The Bamboo factory + Công ty cổ phần sản xuất thương mại Lạng sơn… Hình 1.3 Một số hình ảnh sản phẩm sàn gỗ công nghiệp 1.2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu biến tính gỗ DMDHEU 1.2.1 Trên giới [3] Hiện giới kỹ thuật gia nhiệt hóa mềm gỗ mang tính cơng nghiệp hóa chủ yếu tập trung số quốc gia Hà Lan, Pháp, Đức, Phần Lan,… cơng nghệ xử lý nhiệt hóa mềm ứng dụng chủ yếu quốc gia là: công nghệ Plato Hà Lan, công nghệ Retification Lesbois Pháp, công nghệ Thermo wood Đức Phần lan - Ngay từ thập niên 30 kỷ 20, kỹ thuật biến tính gỗ phương pháp nén ép ngành quân Mỹ nghiên cứu ứng dụng, sản phẩm gỗ nén sử dụng số chi tiết máy bay, tác dụng tránh rada - Những năm 40 kỷ 20, nhà khoa học trường Đại học tổng hợp Tokyo sử dụng phương pháp nén ép điều kiện nhiệt độ cao để biến tính gỗ Sồi rừng, tạo sản phẩm có cường độ cao Kỹ thuật uốn gỗ nhà khoa học Đan Mạch nghiên cứu thực nghiệm vào đầu thập niên 90 kỷ 20, sau lĩnh vực phổ biến rộng rãi giới có tốc độ phát triển nhanh Hiện giới có nhiều cơng ty chun sản xuất sản phẩm ván từ gỗ ngâm tẩm công ty Fibron Mỹ, công ty C-K Composites Mỹ, công ty Permali Anh, công ty Dymonwood Pakistan,… Waldermar J Homan, L S M Crag (Hà Lan) nghiên cứa sử dụng dimethyl- đihydroxyl Ethylen –Ure (DMDHEU) để nâng cao độ bền tự nhiên, tính chất lý gỗ khả chống tia tử ngoại cho số loại gỗ Ahmed Kabir et al (1992 xử lý gỗ chất DMDHEU với chất vinyl xác định độ ổn định gỗ Methane sulphonic acid sử dụng chất kích thích DMDHEU làm giảm 50% trương nở gỗ Krause et al 2003; Militz 1993; Zee 1998 (Đức) nghiên cứu tạo sản phẩm gỗ có tính chống chịu mơi trường, sử dụng DMDHEU Videlov (1989) xử lý mẫu gỗ dung dịch DMDHEU sử dụng chất MgCl2 giống chất chất xúc tác làm nóng gỗ Gỗ biến tính có khả chống nấm mốc tốt hàm lượng hoá chất vào gỗ khoảng 10% Militz xử lý gỗ dương DMDHEU đánh giá hiệu việc thay đổi chất xúc tác Nhiệt độ xử lý 1000C Hệ số ổn định kích thước gỗ 75% Militz (2005), nghiên cứu nâng cao chất lượng sợi vải để sản xuất quần áo jean cách ngâm tẩm sợi vải với DMDHEU Militz (2005), nghiên cứu giải pháp nâng cao khả chịu ẩm, chịu nước ván dăm, ván sợi từ gỗ thông xử lý DMDHEU Một số kết nghiên cứu đề tài xử lý gỗ DMDHEU cho thấy khả chống nấm mốc, độ ổn định kích thước gỗ xử lý tăng lên 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc + TS Vũ Huy Đại (2008), Chun đề nghiên cứu: “Quy trình cơng nghệ xử lý ván phủ mặt từ gỗ Keo lai DMDHEU (akrofix)” Kết nghiên cứu cho thấy: Sau xử lý DMDHEU với chất xúc MgCl2 nhiệt độ 1300C tính chất vật lý hầu hết tính chất học ván mỏng gỗ Keo lai xử lý cải thiện Khả chịu mài mòn ván mỏng xử lý tốt so với ván mỏng không xử lý Tuy nhiên, cơng trình nghiên cứu để nâng cao khả chịu mài mịn gỗ nói chung, ván sàn gỗ cơng nghiệp nói riêng cịn chưa nghiên cứu cụ thể Các đề tài chưa sâu nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván sàn gỗ công nghiệp xử lý lớp phủ mặt Chính vậy, tơi nghiên cứu giải pháp nâng cao khả chịu mài mòn ván sàn gỗ cơng nghiệp phương pháp biến tính sử dụng hoá chất DMDHEU Và nghiên cứu để tìm giá trị thích hợp nồng độ hóa chất DMDHEU để xử lý ván mỏng dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp đạt hiệu tốt Hiện tương lai nước ta cần có nghiên cứu nâng cao tính chất lý (độ cứng bề mặt gỗ) loại gỗ mềm rộng nhằm hồn thiện cơng nghệ biến tính gỗ để tạo nguồn nguyên liệu thay trước tình hình gỗ tự nhiên ngày cạn kiệt Cũng ngày sâu nghiên cứu phương pháp nâng cao chất lượng bề mặt ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp như: chế độ tẩm, nồng độ chất xúc tác, loại chất xúc tác cho phản ứng đặc biệt nồng độ hóa chất xử lý cho ván phủ mặt 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, xác định ảnh hưởng nồng độ DMDHEU đến tính chất gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp 10 2.3.1.3 Quá trình ép ván a Chuẩn bị ván mặt & ván Sau thực quy trình cơng nghệ xử lý ván phủ mặt DMDHEU & quy trình tạo ván lõi ta thu được:  Ván mặt: sử dụng ván bóc từ gỗ Bồ đề có ba cấp chiều dày: + Kích thước 800x120x1mm + Kích thước 800x120x1.5mm + Kích thước 800x120x2mm  Ván lõi: sử dụng gỗ xẻ từ gỗ Keo tràm có kích thước 800x120x10mm b Chuẩn bị keo dán Trong đề tài sử dụng keo Synteko 1980/1993, với lượng keo tráng 180 g/m2 cho bề mặt ván ép tạo ván sàn c Chuẩn bị trang thiết bị - Máy ép nhiệt - Thiết bị tráng keo: lăn, bàn tráng keo, găng tay - Thước kẹp độ xác 0.01mm - Panme độ xác 0.001mm - Tủ sấy thí nghiệm - Máy thử tính chất lý gỗ d Các bƣớc thực + Tráng keo: Ván phủ mặt sau xử lý kiểm tra, lựa chọn đạt yêu cầu kỹ thuật dùng để tráng keo dán phủ bề mặt lên nên ván gỗ Keo tràm khơng xử lý hố chất để tạo ván sàn Tráng keo Synteko 1980/1993 hãng Cassco sản xuất, lên bề mặt dán ván ván mặt với lượng keo tráng 180 g/m2 bề mặt tráng keo + Chế độ xử lý: Xếp ván theo thứ tự kết cấu chọn đưa lên bàn ép 33 Xếp lớp: Ván mặt qua xử lý DMDHEU- ván mỏng- ván nền- ván mỏng- ván mặt không xử lý Sau đưa lên bàn ép u cầu q trình dán phủ có độ dán dính cao, khơng hở mối dán + Các thông số chế độ ép sau: - Áp suất ép : P = 1,5 MPa - Nhiệt độ ép : T = 30 0C (Nhiệt độ phòng) - Thời gian ép :  = 60 phút Sau ép mẫu xong để mẫu ổn định ngày cắt mẫu kiểm tra chất lượng sản phẩm e Ổn định gia công Ổn định ván để cân ẩm nhiệt bên bên sản phẩm, đồng thời tạo sản phẩm có kích thước bề mặt theo kích thước tiêu chuẩn Ván sàn sau hồn thiện có kích thước: 800x120x16mm Đánh nhẵn cho ván sàn sử dụng máy đánh nhẵn kiểu băng Sản phẩm ván sàn sau ép ổn định thời gian 48h, Sau tiến hành cắt mẫu làm thí nghiệm xác định tính chất 2.3.2 Nhận xét sơ Tính chất lý mẫu sau ép: + Khơng có tượng bong tách ; + Không cong vênh nứt nẻ; + Không bị cháy bề mặt; + Mẫu xử lý có màu thẫm mẫu không xử lý 2.3.3 Kiểm tra phân tích đánh giá kết 2.3.3.1 Khối lƣợng thể tích sản phẩm Khối lượng thể tích xác định theo tiêu chuẩn JAS- SE- - Kích thước mẫu thử: 100x100xt, t: chiều dày sản phẩm(15 mm), số lượng mẫu thử 10 mẫu/1 mức thí nghiệm - Phương pháp xác định: sử dụng phương pháp cân – đo, với chiều dày sản phẩm đo điểm mẫu 34 - Dụng cụ thí nghiệm: + Thước kẹp có độ xác 0.05mm + Thước panme có độ xác 0.01mm + Cân điện tử có độ xác 0.01g - Cơng thức xác định:   m V (2.1) Trong đó:  - khối lượng thể tích mẫu thử, g/cm3 m- khối lượng mẫu thử, g V- thể tích mẫu thử, cm3 Bảng 2.9 Kết khối lượng thể tích Nồng độ xử lý DC CĐ1 CĐ2 CĐ3 X 0.631 0.632 0.632 0.632 S 0.02 0.02 0.02 0.02 S% 2.40 2.81 2.93 2.74 P% 0.76 0.89 0.93 0.87 C(95%) 0.01 0.01 0.01 0.01 Qua bảng 2.9 ta vẽ biểu đồ so sánh sau: Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với khối lượng thể tích Khối lượng thể tích, cm3 0.7 0.63 0.63 0.63 0.63 Đối chứng DMDHEU 10% DMDHEU 30% DMDHEU 50% 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Chế độ xử lý Hình 2.10 Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với khối lượng thể tích 35 Nhận xét: Khối lượng thể tích ván sàn phủ ván mặt xử lý cao so với ván đối chứng giá trị nằm sai số cho phép Ngun nhân: Từ cơng thức tính khối lượng thể tích ta thấy thể tích mẫu khơng thay đổi, có khối lượng mẫu thay đổi Nguyên nhân gỗ tác động với DMDHEU xảy phản ứng đa tụ tạo màng polime gỗ làm cho khối lượng gỗ tăng lên tạo hiệu ứng tăng thể tích gỗ Bởi chất xúc tác MgCl2 có tính chất háo nước cịn dư nên có khả hút ẩm làm khối lượng mẫu tăng dẫn đến khối lượng thể tích tăng Lượng hóa chất vào gỗ làm ảnh hưởng khối lượng thể tích giá trị khơng đáng kể 2.3.3.2 Kiểm tra độ mài mòn Khả chịu mài mòn khả chống lại mài mòn gỗ hay chống lại phá huỷ lớp bề mặt gỗ chịu ma sát với vật liệu hạt, mài với vật cứng không phẳng nhẵn  Tiêu chuẩn kiểm tra: JAS – SE – 7;  Kích thước mẫu: 110x110x15mm;  Dung lượng mẫu: 10 mẫu/1 chế độ xử lý;  Thiết bị kiểm tra: + Máy đo độ mài mòn JM – V; + Cân kỹ thuật độ xác 0,01g  Quy trình kiểm tra: Mẫu có dạng hình vng có kích thước 110x110x15mm, kht lỗ trịn có đường kính 1cm Xác định khối lượng mẫu trước chịu mài mòn Lắp mẫu vào máy, cho máy chạy, đá mài chuyển động theo bề mặt gỗ 500 vòng, tốc độ quay:  =60 vòng/phút Sau quay đủ 500 vòng, máy dừng tháo mẫu đem cân Độ mài mịn tính theo cơng thức 2.2 Cơng thức xác định: 36 m  m1  m2 100% m1 (2.2) Trong đó: m - độ mài mịn, % m1  khối lượng mẫu trước mài, g m2  khối lượng mẫu sau mài, g  Tiến hành kiểm tra: + Đối với ván mỏng có chiều dày t =1mm xử lý DMDHEU + Đối với ván mỏng có cấp chiều dày (t = 2; 1.5mm) khơng xử lý Bảng 2.10 Kết độ mài mịn Nồng độ xử lý ĐC CĐ1 CĐ2 CĐ3 X,% 0.32 0.26 0.15 0.14 s 0.01 0.01 0.01 0.01 S% 3.82 4.76 3.15 4.89 P% 1.21 1.51 1.00 1.55 C(95%) 0.01 0.01 0.01 0.01 Qua bảng 2.10 ta vẽ biểu đồ so sánh sau: Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với độ mài mòn 0.35 0.32 Độ mài mòn, % 0.3 0.26 0.25 0.2 0.15 0.15 0.14 0.1 0.05 Đối chứng 0% DMDHEU 10% DMDHEU 30% Chế độ xử lý 37 DMDHEU 50% Hình 2.11 Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với độ mài mịn Nhận xét: Qua bảng 2.10 hình 2.11 đồ thị biểu diễn chế độ xử lý khả chịu mài mịn ta có số nhận xét: + Ván phủ mặt xử lý DMDHEU có độ mài mịn so với mẫu không xử lý (mẫu đối chứng) Nguyên nhân mẫu xử lý DMDHEU làm giảm độ rỗng hệ thống vi mao dẫn, làm giảm khả hút ẩm gỗ, tăng mật độ gỗ Do độ cứng gỗ tăng lên độ mài mòn giảm + Với mẫu gỗ xử lý độ cứng tăng lên so với mẫu khơng xử lý giá trị độ mài mịn tỷ lệ nghịch với nồng độ hóa chất xử lý Do nồng độ tăng lên phân tử DMDHEU phản ứng hóa học xảy gỗ tăng lên, phản ứng đa tụ xảy ngày nhiều tạo màng polime xảy gỗ tăng lên, nhóm –OH thay nhóm DMDHEU ngày triệt để Do độ cứng gỗ xử lý tăng lên + Qua đồ thị ta thấy chế độ xử lý (nồng độ DMDHEU 30%) có độ mài mịn đạt tiêu chuẩn JAS- SE- 2.3.3.3 Kiểm tra độ bền dán dính Kiểm tra:  Tiêu chuẩn kiểm tra: JAS - SE -  Kích thước mẫu: 75x75x15mm  Dung lượng mẫu: 10 mẫu  Dụng cụ: + Thước kẹp độ xác 0,01mm; + Panme độ xác 0,001mm; + Kính lúp  Phương pháp: 38 Mẫu ngâm chìm nước nhiệt độ 70  30C 2h Sau sấy khơ nhiệt độ 60  30C khoảng thời gian 3h dùng kính lúp để xác định bong tách Công thức xác định: ĐBT= l 100% C (2.3) Trong đó: ĐBT- độ bong tách màng keo,%  l - tổng chiều dài bong tách, mm C - chu vi mẫu, mm Kết kiểm tra ghi bảng 2.11 Bảng 2.11 Kết độ bền dán dính Chế độ xử lý ĐC CĐ1 CĐ2 CĐ3 X,% 21.40 19.03 18.18 17.58 s 1.12 0.85 0.56 1.36 S% 5.21 4.47 3.10 7.72 P% 1.65 1.41 0.98 2.44 C(95%) 0.08 0.06 0.04 0.09 Qua bảng 2.11 ta vẽ biểu đồ so sánh sau: Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với độ bền dán dính 25 21.4 19.03 Độ bền dán dính, mm 20 18.18 17.58 15 10 Đối chứng DMDHEU 10% 39 DMDHEU 30% Chế độ xử lý DMDHEU 50% Hình 2.12 Biều đồ quan hệ chế độ xử lý với độ bền dán dính Nhận xét: Ván sàn gỗ công nghiệp phủ mặt ván mỏng xử lý hố chất DMDHEU thấy độ bong tách màng keo so với ván đối chứng Theo ngun lý dán dính bề mặt vật dán phẳng nhẵn độ bền dán dính tốt Do bề mặt gỗ có nhiều lỗ hổng, lỗ hổng hút phần keo tráng làm cho bề mặt vật dán lượng keo giảm dẫn đến độ bền dán dính giảm Mẫu có ván phủ mặt xử lý DMDHEU bề mặt gỗ gỗ có phản ứng với DMDHEU tạo màng polime nên độ rỗng lỗ hổng giảm dàn làm cho bề mặt vật dán nhẵn phẳng khả dán dính tốt Khi nồng độ DMDHEU tăng phản ứng đa tụ xảy triệt để lỗ hổng giảm dần nên bề mặt gỗ phẳng độ dán dính tăng Nên kết nghiên cứu cho thấy độ bền dán dính ván xử lý tốt ván đối chứng độ bền dán dính đạt tiêu chuẩn JAS- SE- 2.3.3.4 Kiểm tra độ võng uốn Tiêu chuẩn kiểm tra: JAS – SE – Dụng cụ xác định: Máy thử chuyên dùng Kích thước mẫu thử 750 x 100 x t, mm Trong đó: t- chiều dày sản phẩm Số lượng mẫu thử 10 mẫu/1 mức thí nghiệm Phương pháp kiểm tra: Mẫu thử đặt hai gối đỡ, khoảng cách hai gối đỡ 650 mm, tiến hành gia lực 03 lần, lần gia lực 3kg sau nhả tải gia lực 7kg, so sánh độ võng tải 3kg tải 7kg Lần lần làm tương tự lần 40 Mẫu đạt tiêu chuẩn mẫu có độ võng hai lần đo không chênh lệch 3,5 mm Đối với tính chất kiểm tra theo chiều dọc thớ ván lõi Sơ đồ lắp đặt mẫu thử đặt lực: 4 Hình 2.13 Sơ đồ đặt lực mẫu thử độ võng uốn - cân; - tỳ; - mẫu thử ;4 - gối đỡ Công thức xác định: ĐVDU = ĐV7 – ĐV3 Trong đó: ĐVDU - độ võng uốn; (2.4) ĐV7 - độ võng chịu tải 7kg; ĐV3 - độ võng chịu tải 3kg Kết kiểm tra qua xử lý số liệu ghi bảng 2.12 Bảng 2.12 Kết độ võng uốn Chế độ xử lý ĐC CĐ1 CĐ2 CĐ3 X 1.17 0.97 0.92 0.84 s 0.04 0.05 0.03 0.02 S% 3.10 5.01 3.44 1.76 41 P% 0.98 1.59 1.09 0.56 C(95%) 0.02 0.03 0.02 0.01 Qua bảng 2.12 ta vẽ biểu đồ so sánh sau: Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với độ võng uốn 1.4 1.17 Độ võng uốn, mm 1.2 0.97 0.92 0.84 0.8 0.6 0.4 0.2 Đối chứng 0% DMDHEU 10% DMDHEU 30% DMDHEU 50% Chế độ xử lý Hình 2.14 Biểu đồ quan hệ chế độ xử lý với độ võng uốn Nhận xét: Dựa vào đồ thị hình 2.14 ta thấy rõ sản phẩm ván sàn phủ mặt ván mỏng từ gỗ Bồ đề biến tính có độ võng giảm so với ván đối chứng Độ võng giảm dần theo chế độ xử lý nồng độ hóa chất DMDHEU Như ta biết bề mặt gỗ có nhiều lỗ hổng nên độ võng mẫu giảm Nhưng ván có lớp phủ mặt xử lý DMDHEU có phản ứng tạo màng gỗ DMDHEU nên bề mặt gỗ lỗ hổng giảm dần Bản chất độ võng giá trị lực chia cho diện tích chịu lực Nhưng diện tích thực bề mặt độ rỗng ván chưa xử lý có 42 độ rỗng lớn độ rỗng ván có lớp bề mặt xử lý Nên độ võng ván chưa xử lý cao so với ván xử lý Và nói khoảng lấp đầy lỗ hổng giảm nồng độ DMDHEU tăng Và khoảng lấp đầy đạt giá trị cao ứng với giá trị nồng độ hóa chất xử lý chế độ Hay ứng với chế độ độ võng uốn mẫu nhỏ 2.4 Sơ tính tốn, so sánh chi phí Khi gỗ xử lý độ cứng, khả chịu mài mòn tăng lên nghĩa chất lượng sản phẩm tăng lên đồng thời kéo theo giá thành sản phẩm tăng Do phải sơ tính tốn chi phí Vì chế độ thích hợp mà đề tài tìm chế độ nên tơi sơ tính tốn chi phí chế độ sau: + Giá thành m2 ván sàn chưa xử lý biến tính là: A= Tiền gỗ + Tiền keo + Tiền công =300.000 (đồng) + Giá bán ván sàn sau xử lý biến tính DMDHEU là: B= Tiền gỗ + Tiền keo + Tiền công + Tiền DMDHEU + Tiền MgCl2 (đồng) Vậy phần trăm giá thành tăng lên: k DMDHEU  MgCl2 B A 100%  100% A A (2.5) Cụ thể: - Chi phí cho 1m2 ván sàn xử lý biến tính: 20.000 đồng - Theo cơng thức (2.5), phần trăm giá thành tăng lên: k 20 100%  6,67% 300.000 Tuy nhiên, đem sản xuất cơng nghiệp tỷ lệ giảm nhiều sử dụng hóa chất tối đa 2.5 Nhận xét chung Căn vào kết thu đưa số nhận xét sau: + Khối lượng thể tích ván sàn có lớp mặt xử lý so với ván đối chứng có xu hướng tăng lên khơng đáng kể 43 + Khả chịu mài mòn ván sàn có lớp mặt xử lý tăng lên khoảng 20-60% so với ván đối chứng, nồng độ hóa chất xử lý có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Nguyên nhân gỗ xử lý DMDHEU làm giảm độ rỗng hệ thống vi mao dẫn làm giảm khả hút ẩm gỗ, tăng mật độ gỗ độ cứng gỗ tăng lên từ độ mài mịn giảm + Độ bền dán dính ván sàn có lớp phủ mặt xử lý DMDHEU tăng lên so với ván đối chứng Độ bền dán dính tăng từ 1018% so với ván đối chứng, nồng độ DMDHEU có ảnh hưởng đến tính chất gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp + Độ võng uốn ván sàn có lớp phủ mặt xử lý DMDHEU tăng lên từ 17-30% so với ván đối chứng, điều chứng tỏ nồng độ hóa chất có ảnh hưởng đến tính chất gỗ biến tính DMDHEU Qua kết thu ta thấy khối lượng thể tích, độ bền dán dính, độ võng uốn đáp ứng yêu cầu chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp theo tiêu chuẩn JAS – SE – Với độ mài mịn chế độ 2, thỏa mãn tiêu chuẩn JAS-SE- chế độ xử lý thứ độ mài mịn nhỏ Nhưng yếu tố kinh tế nên đề tài đưa giá trị nồng độ DMDHEU thích hợp chế độ (nồng độ DMDHEU= 30%) 44 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Từ kết đạt được, qua phân tích đánh giá đến kết luận sau: - Khối lượng thể tích ván lớp xử lý lớp mặt có chiều hướng tăng lên so với mẫu khơng xử lý giá trị nhỏ - Độ mài mòn ván mỏng xử lý giảm so với ván mỏng không xử lý - Khả bong tách màng keo cho thấy gỗ xử lý độ bong tách màng keo giảm so với gỗ không xử lý -Độ võng uốn ván xử lý DMDHEU ba chế độ giảm độ cứng ván xử lý tăng Căn vào yêu cầu chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp theo tiêu chuẩn JAS – SE – nồng độ DMDHEU xử lý 30% thích hợp nhất; nghĩa pha dung dịch theo tỷ lệ: DMDHEU= 30%, MgCl2= 5%, H2O= 65% điều kiện ngâm thường 3.2 Tồn - Đề tài chưa đưa nhiều chế độ xử lý để kết nghiên cứu hoàn chỉnh như: nồng độ chất xúc tác(MgCl2), thời gian ngâm tẩm, phương pháp ngâm tẩm… - Kết nghiên cứu bị ảnh hưởng (tác động) nhiều yếu tố khó khống chế như: cấu tạo gỗ, độ ẩm gỗ, nhiệt độ xử lý - Máy móc thiết bị chưa đầy đủ nên trình xử lý đề tài sử dụng ngâm thường nên kết thực nghiệm chưa ý muốn 45 3.3 Kiến nghị - Việc nghiên cứu xét ảnh hưởng đơn yếu tố nồng độ hóa chất xử lý đến chất lượng sản phẩm ván sàn gỗ cơng nghiệp, cịn tất yếu tố khác như: Vật dán, chất kết dính, chế độ ép, thời gian xử lý, loại chất xúc tác xử lý,… chọn cố định Do cần có nghiên cứu theo hàm đa yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm để sản phẩm làm có chất lượng tốt - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý đến tiêu chất lượng sản phẩm - Để đánh giá cách đầy đủ ảnh hưởng DMDHEU tới ván mỏng làm ván phủ mặt cho ván sàn công nghiệp đề tài nên kiểm tra thêm số tính chất khác như: khả trang sức, hàm lượng Formaldehyde, độ sâu thấm thuốc, lượng thuốc thấm cấp độ xử lý 46 47 ... thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ DMDHEU đến tính chất gỗ biến tính dùng để phủ mặt ván sàn gỗ cơng nghiệp? ?? CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ván sàn công nghiệp 1.1.1... chất xúc tác, loại chất xúc tác cho phản ứng đặc biệt nồng độ hóa chất xử lý cho ván phủ mặt 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, xác định ảnh hưởng nồng độ DMDHEU đến tính chất gỗ biến tính dùng. .. dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp dạng lớp 10 Trên sở đề xuất giá trị nồng độ thích hợp lý cho ván mỏng dùng để phủ mặt cho ván sàn gỗ công nghiệp 1.4 Phạm vi nghiên cứu - Nguyên liệu dùng để