Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến tính ổn định kích thước của gỗ keo lai biến tính bằng nano tio2

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Các số liệu trích dẫn q trình nghiên cứu đƣợc rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2014 Tác giả Nguyễn Hữu Tú ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp theo chƣơng trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật máy, thiết bị cơng nghệ gỗ, giấy khố 2011-2013, nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Nhân dịp hoàn thành luận văn, 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 luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trƣờng, thầy, giáo cán Phịng Đào tạo sau đại học, Khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thực nghiệm chuyển giao công nghệ công 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, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln dành động viên, giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2014 Tác giả Nguyễn Hữu Tú iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 1.1.1 Các nghiên cứu xử lý ổn định kích thƣớc 1.1.2 Các nghiên cứu biến tính gỗ vật liệu nano 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 10 1.2.1 Các nghiên cứu ổn định kích thƣớc 10 1.2.2 Các nghiên cứu biến tính gỗ vật liệu nano 12 14 2.1 Thành phần hóa học gỗ 14 2.1.1 Xenlulo 14 2.1.2 Hemixenlulo 22 2.1.3 Lignin 24 2.2 Công nghệ vật liệu nano 24 2.2 Đặc điểm số hạt nano thƣờng dùng 26 2.3 Đặc điểm hạt Nano TiO2 27 2.3.1 Tính chất vật lý 27 2.3.2 Tính chất hóa học 28 iv 2.3.3 Đặc điểm hạt TiO2 29 2.4 Phƣơng pháp đƣa vật liệu Nano vào gỗ 30 2.4.1 Phƣơng pháp sol-gel 32 2.4.2 Phƣơng pháp phân tán trực tiếp hạt Nano 35 2.4 Ảnh hƣởng hạt nano tới tính chất gỗ 35 Chƣơng MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 3.1 Mục tiêu 37 3.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 37 3.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 37 3.2.2 Phạm vi nghiên cứu 37 38 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 38 3.4.1 Phƣơng pháp lý thuyết 38 3.4.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 38 3.4.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 43 3.5 Ý nghĩa luận văn 43 3.5.1 Ý nghĩa khoa học 43 3.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 43 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 44 4.1 Sự phân bố TiO2 gỗ sau biến tính 44 4.2 Hệ số chống trƣơng nở 48 4.3 Hiệu suất chống hút nƣớc gỗ 51 4.4 Hiệu cách ẩm 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên gọi Đơn vị TT Ký hiệu  ASE Hệ số chống trƣơng nở % MEE Hiệu suất chống hút ẩm % mo Khối lƣợng mẫu khô kiệt g ms Khối lƣợng mẫu sau ngâm g SDS Sodium Dodecyl Sulphate g T Nhiệt độ o t Thời gian T1 Hút nƣớc trung bình mẫu đối chứng % 10 T2 Hút nƣớc trung bình mẫu xử lý % 11 TBOT Titanium (IV) Butoxide ml 12 WRE Hiệu suất chống hút nƣớc % Khối lƣợng thể tích g/cm3 C vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Một số loại vật liệu nano lĩnh vực sử dụng 26 2.2 Thông số vật lý Anatase Rutile 28 3.1 Các chế độ xử lý 41 4.1 Hệ số chống trƣơng nở theo thời gian ngâm 49 4.2 Hiệu suất chống hút nƣớc mẫu gỗ theo thời gian ngâm 52 4.3 Hệ số cách ẩm mẫu gỗ biến tính 54 vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT 2.1 Tên hình Các thành phần hóa học cấu tạo nên gỗ 2.2 Trang 14 16 2.3 Liên kết hydro vách tế bào gỗ 17 2.4 Mơ hình mặt cắt vách tế bào gỗ 31 2.5 Một số phƣơng pháp đƣa vật liệu nano vào gỗ 32 2.6 Các nhóm sản phẩm phƣơng pháp Sol – Gel 33 2.7 Quá trình thủy phân 34 2.8 Quá trình ngƣng tụ 35 2.9 Hiệu ứng sen chế tự làm 36 4.1 Mẫu gỗ đối chứng (mặt cắt tiếp tuyến) 44 4.2 Mẫu xử lý 5ml TBOT (độ phóng đại 1000 lần) 45 4.3 Mẫu xử lý (10 ml TBOT) (độ phóng đại 500 lần) 45 4.4 Mẫu xử lý 15ml TBOT (độ phóng đại 500 lần) 46 4.5 Mẫu gỗ xử lý (pH = 3) (độ phóng đại 50.000 lần) 46 4.6 Mẫu xử lý (pH = 6,5) (độ phóng đại 100.000 lần) 47 4.7 Mẫu xử lý (pH = 9,5) (độ phóng đại 10.000 lần) 47 4.8 Phổ EDX mẫu gỗ xử lý 48 4.9 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ có pH dung dịch SDS theo thời gian 4.10 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 6,5 theo thời gian 4.11 52 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 6,5 theo thời gian 4.14 51 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS theo thời gian 4.13 50 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 9,5 theo thời gian 4.12 50 53 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 9,5 theo thời gian 53 ĐẶT VẤN ĐỀ Gỗ loại vật liệu hữu tự nhiên có tính chất ƣu việt mà loại vật liệu khác đƣợc, đƣợc ngƣời ƣa chuộng sử dụng rộng rãi đời sống Keo lai loại gỗ mọc nhanh rừng trồng đƣợc sử dụng nhiều nhà máy chế biến gỗ Tuy nhiên, sinh trƣởng nhanh, nên gỗ Keo lai tồn nhiều nhƣợc điểm vốn có gỗ mọc nhanh rừng trồng, nhƣ: tỉ lệ gỗ tuổi non cao, độ co rút lớn, dễ biến dạng độ ẩm môi trƣờng sử dụng thay đổi,… Các nhƣợc điểm làm hạn chế khả sử dụng, làm giảm hiệu sử dụng Đã có nhiều nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng gỗ Keo lai nhƣ đƣa hóa chất vào gỗ dùng tác nhân vật lý nhƣ nhiệt độ cao sóng siêu âm,… để xử lý nhằm cải tiến tính chất định gỗ Các nghiên cứu đạt đƣợc kết định Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ, cơng nghệ nano với mục đích tạo loại vật liệu có kích thƣớc siêu nhỏ (khoảng 10-100 nm) đƣợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nhƣ: xử lý ô nhiễm môi trƣờng, tạo vật liệu mới, tạo pin lƣợng mặt trời, Những năm gần đây, lĩnh vực công nghệ gỗ bắt đầu áp dụng loại vật liệu để xử lý gỗ vật liệu gỗ Một phƣơng pháp đƣa vật liệu nano vào gỗ phƣơng pháp sol-gel Với phƣơng pháp này, vật liệu nano đƣợc trực tiếp tạo vách tế bào gỗ bề mặt tế bào gỗ Đề tài “Ảnh hưởng thơng số cơng nghệ đến tính ổn định kích thước gỗ Keo lai biến tính nano TiO2” áp dụng phƣơng pháp sol-gel để đƣa hạt TiO2 vào gỗ Keo lai, đồng thời phân tích ảnh hƣởng thơng số cơng nghệ chủ yếu tính ổn định kích thƣớc gỗ Keo lai Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 1.1.1 Các nghiên cứu xử lý ổn định kích thước Một nhƣợc điểm lớn gỗ tính co rút dãn nở, nguyên nhân gây nhiều loại hình khuyết tật gỗ Để khắc phục nhƣợc điểm này, nhà khoa học tìm nhiều giải pháp xử lý Biến tính gỗ giải pháp nâng cao đƣợc tính ổn định kích thƣớc gỗ Các cơng trình nghiên cứu biến tính gỗ đƣợc thực từ lâu Sản phẩm gỗ biến tính có nhiều tính chất đƣợc cải thiện so với gỗ chƣa xử lý Biến tính gỗ với Melamine Formaldehyde nâng cao khả chịu nƣớc, chịu ẩm tính ổn định kích thƣớc, cƣờng độ học gỗ đƣợc cải thiện đáng kể Gỗ Sugi biến tính với dung dịch Melamine Formaldehyde có khối lƣợng phân tử thấp, với hàm lƣợng rắn 25% đạt đến độ trƣơng nở vách tế bào (BE) 5% độ ổn định kích thƣớc (ASE) 42%, trị số không bị giảm qua chu kỳ sấy khô, ngâm nƣớc mẫu gỗ biến tính; đồng thời cƣờng độ uốn tĩnh (MOR) mô đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) gỗ biến tính tăng lần lƣợt 18% 10% so với gỗ đối chứng [15] Ngồi ra, gỗ biến tính với Melamine Formaldehyde có khả làm giảm phá huỷ loại nấm mục nấm biến màu, nhƣ tăng khả chống chịu điều kiện môi trƣờng [16] Gỗ European larch đƣợc tẩm với dung dịch Melamine Formaldehyde có hàm lƣợng khơ thấp (7,5%) thu đƣợc hiệu chống nấm mục nâu nấm mục trắng đáng kể [17] Biến tính gỗ phƣơng pháp Axetyl hố, Axetyl hố q trình gỗ chịu tác động dung dịch Anhydrit Axetic, phần lớn nhóm hydroxyl (-OH) thành phần tạo nên vách tế bào (Xenlulo, Hemixelulo, Lignin) đƣợc thay nhóm Axetyl có tính kỵ nƣớc (Hydrophobic) CH3COO- [3] Tại Thụy Điển tiến hành nghiên cứu thành công cơng nghệ Axetyl hố sợi gỗ để sản xuất ván sợi có tính chống ẩm nấm mốc Năng suất khoảng 4000 sợi gỗ đƣợc Axetyl hoá năm Đây kết nghiên cứu nhiều viện nghiên cứu, trƣờng Đại học nghiên cứu biến tính gỗ: Chalmers University Goteborg, Sweden USA, Phịng thí nghiệm Lâm sản Madison, Wisconsin (Rowell cộng sự, 1986) hợp tác với British Petroleum Hull, UK [9] Stamm, Seborg (1955) Stamm (1964) thành công cho thực phản ứng nhóm Hydroxyl với Anydric axetic Pyridin dạng khí Pyridin hoạt động nhƣ chất gây trƣơng nở tế bào chất xúc tác cho phản ứng tạo este Hệ số chống dãn nở đạt đến 80% với độ Axetyl hoá khoảng 25% Tarkow (1950) Goldstein (1961) tiến hành q trình Axetyl hố dạng khí dung dịch lỏng cho gỗ xẻ từ gỗ Vân sam có kích thƣớc x12 x120 cm thời gian từ 8-16 h, mức độ axetyl hoá đạt 20-22% hệ số chống dãn nở đạt đến 80% [9] M V Grinberg, D V Okonov (Látvia) nghiên cứu ổn định kích thƣớc gỗ Bạch dƣơng Anhyđrit axetic kết hợp với xử lý nhiệt Kết cho thấy độ dãn dài gỗ Bạch dƣơng sau đƣợc xử lý nhiệt độ 170oC Axetyl hoá giảm 3,3 lần so với gỗ không xử lý [9] Biến tính gỗ phƣơng pháp xử lý nhiệt nhiệt độ cao làm giảm đáng kể tính hút ẩm gỗ, nguyên nhân có thuỷ phân phần ƣa nƣớc gỗ Hemixelulo, làm giảm số lƣợng nhóm -OH có gỗ dẫn đến tính hút ẩm gỗ giảm Theo F Kolmal A Sneider tính hút ẩm gỗ giảm nhiệt độ làm nóng gỗ 70oC lớn Hiệu ổn định lớn làm nóng gỗ 180oC cao 24 Tính hút ẩm 47 Hình 4.6 Mẫu xử lý (pH = 6,5) (độ phóng đại 100.000 lần) Hình 4.7 Mẫu xử lý (pH = 9,5) (độ phóng đại 10.000 lần) Với mẫu có pH dung dịch SDS xử lý 9,5 hạt nano TiO2 đƣợc tạo đồng có dạng hình cầu Đây hình dạng kích thƣớc mà đề tài mong muốn 48 Mẫu xử lý với lƣợng TBOT 5ml lớp màng nano mỏng khơng phủ kín bề mặt gỗ nên hiệu việc biến tính khơng cao khi lớp nano TiO2 phủ kín bề mặt gỗ nhƣ trƣờng hợp lƣợng TBOT 15ml Ngoài ra, để làm rõ tồn thực hạt TiO2 mẫu gỗ (vật chất xuất ảnh SEM mẫu xử lý), nghiên cứu áp dụng phƣơng pháp phổ lƣợng tia X (EDX) kết hợp với kính hiển vi điện tử quét để tiến hành phân tích Phổ EDX mẫu quan sát thể hình 4.8 Hình 4.8 Phổ EDX mẫu gỗ xử lý Từ phổ EDX mẫu gỗ thấy, bề mặt mẫu tồn nguyên tố C, O, Ti, Ti chiếm tỉ lệ lớn (14,5%) Điều lần chứng minh xuất nguyên tố Ti mẫu xử lý 4.2 Hệ số chống trƣơng nở Hệ số chống trƣơng nở (ASE, %) gỗ tiêu dùng để đánh giá thay đổi độ ổn định kích thƣớc mẫu gỗ sau xử lý với mẫu gỗ trƣớc xử lý, đƣợc tính tốn vào độ trƣơng nở thể tích gỗ trƣớc sau xử lý Trong nghiên cứu này, hệ số chống trƣơng nở gỗ đƣợc xác định từ độ trƣơng nở thể tích mẫu gỗ Keo lai chƣa xử lý (mẫu đối chứng) mẫu sau xử lý sau ngâm nƣớc điều kiện nhiệt độ môi trƣờng thời gian 30 ngày Hệ số chống trƣơng nở gỗ thời điểm ngâm nƣớc đƣợc thể bảng 4.1 49 Bảng 4.1 Hệ số chống trƣơng nở theo thời gian ngâm nƣớc Chế ASE (%) 24 12 20 30 giờ ngày CD1 88,8 85,3 81,8 56,3 40,1 30,1 25,1 23,4 CD2 89,6 84,2 79,8 58,4 43,0 32,4 25,0 21,4 CD3 91,6 87,3 83,7 61,2 49,6 37,6 27,1 22,8 CD4 94,4 90,5 86,6 67,7 53,8 43,4 34,3 30,6 CD5 95,2 91,6 88,7 71,3 54,3 44,9 35,3 29,7 CD6 95,2 91,5 84,8 69,1 55,4 46,4 36,7 32,0 CD7 97,5 94,8 91,9 74,1 61,6 58,4 43,0 37,8 CD8 90,9 88,6 85,2 69,6 57,2 48,7 41,2 37,6 CD9 95,2 92,5 89,6 74,1 61,3 51,3 42,3 39,5 độ ngày Từ bảng số liệu ta thấy với tất chế độ xử lý có tác dụng ổn định kích thƣớc với hiệu khác Điều đƣợc giải thích nano TiO2 tồn gỗ (nhƣ hình ảnh trên) dƣới dạng hạt khiến cho vách tế bào gỗ có độ căng định gỗ hút nƣớc trƣơng nở tới mức tối đa gỗ co rút lƣợng co rút dãn nở gỗ nhỏ thơng thƣờng gỗ có tính ổn định kích thƣớc tốt Khi ngâm vào nƣớc nƣớc hút nhanh vào khoảng trống gỗ nhƣ: tia gỗ, ống dẫn nhựa, đến khoảng trống tế bào, lỗ mạch, ruột tế bào, vách tế bào… điều xảy mẫu đối chứng nhƣ mẫu biến tính Nhƣng mẫu qua xử lý hạt Nano TiO2 đƣợc tạo dƣới dạng màng bề mặt tế bào gây nên rào cản làm giảm khả thẩm thấu nƣớc vào gỗ nhƣ vào vách tế bào gỗ, đó, thời gian đầu ngâm ta có hệ số chống trƣơng nở mẫu biến tính cao Khi tăng thời gian ngâm lên 50 mẫu biến tính bắt đầu bị ngấm nƣớc nhiều khiến cho hệ số chống trƣơng nở giảm dần Sự thay đổi hệ số chống trƣơng nở gỗ thể biểu đồ hình từ 4.9 đến 4.11 Hình 4.9 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ có pH dung dịch SDS theo thời gian Hình 4.10 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 6,5 theo thời gian 51 Hình 4.11 Hệ số chống trƣơng nở (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 9,5 theo thời gian Cũng từ bảng số liệu đồ thị ta thấy tăng lƣợng TBOT dung dịch Sol từ ml tới 15 ml tất độ pH dung dịch SDS hệ số chống trƣơng nở mẫu tăng Điều nà giải thích lƣợng TBOT dung dịch ml lớp màng từ nano TiO2 lớp màng không liên tục lƣợng nano tạo khơng đủ để phủ kín diện tích bề mặt gỗ, tăng lƣợng TBOT lên lớp mành từ nano TiO2 dày lên phủ kín bề mặt gỗ từ khiến cho khả ổn định kích thƣớc gỗ đƣợc nâng cao Từ bảng 4.1 ta thấy pH dung dịch SDS dùng để xử lý bề mặt không ảnh hƣởng nhiều tới hệ số chống trƣơng nở chế độ biến tính Dựa vào số liệu bảng 4.1 ta chƣa thể xác định đƣợc quy luật tác động pH dung dịch SDS tới hệ số chống trƣơng nở chế độ biến tính 4.3 Hiệu suất chống hút nƣớc gỗ Tiến hành thực nghiệm theo bƣớc đƣợc nêu Chƣơng Sau thực thí nghiệm, tiến hành xử lý số liệu thu đƣợc ta có bảng sau: 52 Bảng 4.2 Hiệu suất chống hút nƣớc mẫu gỗ theo thời gian ngâm Chế độ WRE (%) 24 giờ ngày 12 20 30 ngày CD1 27,4 22,5 24,2 22,2 10,8 9,2 13,6 12,3 CD2 30,9 24,2 30,0 24,7 14,0 10,3 15,7 14,9 CD3 34,9 21,5 20,5 16,9 12,4 6,6 13,8 14,9 CD4 41,2 30,4 36,1 30,4 20,0 13,0 17,9 19,3 CD5 40,0 29,0 32,8 28,3 19,1 11,4 16,6 17,2 CD6 38,6 34,2 37,7 29,2 19,0 10,7 16,3 18,4 CD7 50,8 52,0 47,4 35,6 29,8 15,8 19,7 23,2 CD8 51,6 56,2 48,8 41,7 30,6 15,5 20,0 23,1 CD9 52,7 52,7 45,8 42,1 30,2 15,6 19,8 23,4 Với kết thí nghiệm trên, để dễ quan sát thay đổi hiệu suất chống hút nƣớc (WRE) mẫu gỗ xử lý với chế độ khác nhau, nghiên cứu tiến hành vẽ biểu đồ quan hệ thời gian ngâm WRE Hình 4.12 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS theo thời gian 53 Hình 4.13 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 6,5 theo thời gian Hình 4.14 Hệ số chống hút nƣớc (%) chế độ biến tính có pH dung dịch SDS 9,5 theo thời gian Từ bảng 4.2 hình 4.12, 4.13, 4.14 ta thấy ngâm mẫu gỗ vào nƣớc ta có hệ số chống hút nƣớc tƣơng đối cao điều giải thích hạt nano TiO2 đƣợc tạo dƣới dạng màng nên ngăn cản trình ngấm nƣớc vào gỗ Từ hình ta thấy hệ số chống hút nƣớc 54 gỗ đƣợc biến tính đƣợc trì tốt ngày đầu ngâm nƣớc sau có xu hƣớng giảm dần Có điều hạt nano TiO2 hạt nhỏ nên thời gian dài ngâm nƣớc khơng thể ngăn chặn hoàn toàn việc nƣớc ngấm vào gỗ Khi ngâm gỗ thời gian dài mẫu gỗ có tình trạng bão hịa nƣớc, nƣớc khơng thể ngấm thêm vào gỗ đƣợc hạt nano TiO2 nhỏ nằm vách tế bào nên cản trở nƣớc ngấm vào vách tế bào khiến cho độ hút nƣớc gỗ biến tính nƣớc ngấm vào tối đa thu đƣợc hệ số chống hút nƣớc cao 4.4 Hiệu cách ẩm Tiến hành bƣớc thực nghiệm theo bƣớc đƣợc nêu ta thu đƣợc kết cách xác nhƣng điều kiện không cho phép nên đề tài thực thực nghiệm 21 ngày với lần đo nhực nghiệm thực đƣơc ngày, 11 ngày 21 ngày Sau thực thí nghiệm thu đƣợc số liệu cụ thể sau tiến hành xử lý số liệu thu đƣợc ta có bảng sau: Bảng 4.3 Hiệu chống hút ẩm mẫu gỗ biến tính Chế độ CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 ngày 0,31 0,59 3,22 2,14 4,69 0,73 3,10 5,26 1,69 Thời gian thử hút ẩm 11 ngày 1,70 1,51 1,64 1,36 1,67 2,99 2,91 2,69 3,33 21 ngày 1,91 3,18 3,39 0,89 0,73 0,62 5,10 3,52 1,62 Từ bảng 4.3 ta thấy giống nhƣ hiệu suất chống hút nƣớc tất chế độ hiệu cách ẩm khơng cao, điều giải thích hạt nano TiO2 có dạng hạt nên ẩm tiến qua lớp biến tính mà bị tác động lớp hạt nano chúng nhỏ 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm nghiên cứu, đƣa số kết luận sau: - Bằng phƣơng pháp sol-gel tạo hạt TiO2 gỗ, độ sâu thấm dung dịch TiO2 vào gỗ mm tính từ bề mặt mẫu gỗ xử lý - Độ ổn định kích thƣớc gỗ Keo lai sau xử lý với TiO2 phƣơng pháp sol-gel đƣợc nâng cao đáng kể, ASE đạt 21 - 95% Đặc biệt, giai đoạn ngâm nƣớc (khoảng hai ngày đầu), độ ổn định kích thƣớc gỗ lớn, ASE đạt 85% Điều cho thấy, gỗ sau xử lý tiếp xúc với thời gian ngắn đạt đƣợc hiệu ổn định kích thƣớc tốt Ngồi ra, kết nghiên cứu cịn thể ASE gỗ tăng ta lƣợng TBOT tăng từ 5ml lên 15 ml - Hiệu suất chống hút nƣớc hiệu cách ẩm mẫu gỗ sau xử lý TiO2 không cao, WRE từ 12 đến 52%, MEE trung bình khoảng 2% (độ ẩm thăng mẫu xử lý mẫu đối chứng gần nhƣ khơng có khác biệt) Kiến nghị sử dụng gỗ sau xử lý điều kiện không tiếp xúc lâu dài với nƣớc - Độ pH dung dịch SDS để xử lý sau tẩm dung dịch chứa TiO2 vào gỗ có ảnh hƣởng định đến hình dạng hạt TiO2 hình thành gỗ, nhiên, quy luật không rõ ràng - Chế độ xử lý phù hợp cho gỗ Keo lai chế độ (15ml TBOT pha 200ml cồn, pH dung dịch SDS 9,5) Khuyến nghị - Cần tiến hành thí nghiệm với dung lƣợng mẫu lớn để xử lý gỗ với nano TiO2 phƣơng pháp sol-gel để làm rõ đƣợc mối quan hệ cơng thức pha dung dịch sol, chế độ xử lý sau với chất lƣợng gỗ Từ xác định đƣợc chế độ xử lý hợp lý - Tiếp tục nghiên cứu xử lý gỗ với TiO2 quy trình xử lý khác để tìm quy trình phù hợp với điều kiện sản xuất thực tiễn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Văn Chƣơng, Vũ Mạnh Tƣờng (2013), Khoa học gỗ ứng dụng, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Hồng Thị Thúy Nga (2011) “Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính ván lạng gỗ Xoan đào (Prunus arborea Kalkm) hạt nano TiO2”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano – cách mạng khoa học kỹ thuật kỷ 21, Tạp chí Khoa học ứng dụng, Số 12/ 2010, Tr 47-49 Trần Ngọc Thiệp, Trần Văn Chứ (2004), Cơng nghệ biến tính gỗ (Tài liệu dịch), Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 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 Trịnh Hiền Mai (2012), Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian ngâm tẩm đến số tính chất vật lý gỗ Keo lai Mỡ biến tính hạt Nano SiO2 Nguyễn Mạnh Tiến (2013), Ảnh hƣởng điều kiện xử lý trƣớc đến độ mài mòn độ cứng bề mặt gỗ Cao su biến tính Nano ZnO Khóa luận tốt nghiệp, ĐHLN Phùng Anh Tiến, Phùng Minh Lai (2004), Những bƣớc phát triển công nghệ nano Của số nƣớc, Tổng luận Khoa học Công nghệ, Hà Nội 10 Cao Quốc An (2010), Bài giảng cơng nghệ biến tính gỗ, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội 11 Lê Xuân Phƣơng (2012), Tìm hiểu số giải pháp xử lý bề mặt gỗ, Trƣờng đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh 11 Callum Hill (2006), “Wood modification: chemical, thermal and other processes” 12 Soerianegara and R.H.M.J Lemmens (1994), Plant resources of South- East Asia No 5(2), Bogor Indonesia 13 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, Georg-August University, Goettingen, Germany 14 K Ogiso e S Saka, "Wood-Inorganic Composites Prepared By SolGel Process Effects Of Chemical-Bonds Between Wood And Inorganic Substances On Properlyenhancement " 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 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 19 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 20 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 21 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 22 Nguyen, H.M., Militz, H and Mai, C (2007), Protection of wood for above ground application through modification with a fatty acid modified Nmethylol/paraffin formulation Proceedings of the International Research Group on Wood Preservation, Document No: IRG/WP 07-40378 23 Chu, T V., Chuong, P V., and Tuong, V M (2014) "Wettability of wood pressure-treated with TiO2 gel under hydrothermal conditions," BioRes 9(2), 2396-2404 24 Andreja Kutnar, Milan Šernek (2008), Reasons for colour changes during thermal and hydrothermal treatment of wood PHỤ LỤC Phụ biểu 1: độ hút nƣớc mẫu đối chứng mẫu xử lý WA chế độ 2h 24h ngày 12 ngày 20 ngày 30 ngày DC 10,7 35,2 48,3 63,0 80,2 95,3 106,1 114,1 CD1 7,8 27,2 36,6 49,0 71,5 86,5 91,7 100,1 CD2 7,4 26,6 33,8 47,4 69,0 85,4 89,4 97,0 CD3 7,0 27,6 38,4 52,3 70,2 89,0 91,5 97,1 CD4 6,3 24,5 30,9 43,8 64,2 82,9 87,1 92,0 CD5 6,4 25,0 32,4 45,2 64,9 84,4 88,5 94,5 CD6 6,6 23,1 30,1 44,6 65,0 85,1 88,8 93,0 CD7 5,3 16,9 25,4 40,6 56,3 80,3 85,2 87,6 CD8 5,2 15,4 24,7 36,7 55,6 80,5 84,8 87,8 CD9 5,1 16,6 26,2 36,5 56,0 80,4 85,1 87,4 Phụ biểu 2: tỷ lệ trƣơng nở (S) mẫu trình ngâm S (%) chế độ 24 ngày 12 ngày 20 ngày 30 ngày ĐC 4,1 6,7 8,7 10,8 11,8 12,9 13,2 13,4 CD1 0,5 1,0 1,6 4,7 7,1 9,0 9,9 10,3 CD2 0,4 1,1 1,8 4,5 6,7 8,7 9,9 10,5 CD3 0,3 0,9 1,4 4,2 5,9 8,0 9,6 10,4 CD4 0,2 0,6 1,2 3,5 5,4 7,3 8,7 9,3 CD5 0,2 0,6 1,0 3,1 5,4 7,1 8,6 9,4 CD6 0,2 2,2 1,3 3,4 5,3 6,9 8,4 9,1 CD7 0,1 0,3 0,7 2,8 4,5 5,4 7,5 8,3 CD8 0,4 0,8 1,3 3,3 5,0 6,6 7,8 8,4 CD9 0,2 0,5 0,9 2,8 4,6 6,3 7,6 8,1 ... vách tế bào gỗ bề mặt tế bào gỗ Đề tài ? ?Ảnh hưởng thơng số cơng nghệ đến tính ổn định kích thước gỗ Keo lai biến tính nano TiO2? ?? áp dụng phƣơng pháp sol-gel để đƣa hạt TiO2 vào gỗ Keo lai, đồng... xử lý đến tính hút ẩm, tính hút nƣớc tính dãn nở gỗ Keo lai biến tính; - Xác định đƣợc ảnh hƣởng độ pH dung dịch SDS xử lý sau đến tính hút ẩm, tính hút nƣớc tính dãn nở gỗ Keo lai biến tính; ... keo lai trƣớc sau biến tính - Ảnh hƣởng thơng số cơng nghệ đến tính ổn định kích thƣớc gỗ Keo lai biến tính TiO2 3.2.2 Phạm vi nghiên cứu - Các yếu tố cố địmh + Loại gỗ: Gỗ Keo lai 9-10 tuổi; +