Ảnh hưởng của tỉ suất nén đến một số tính chất công nghệ của gỗ tống quá sủ alnus nepalensis d don

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN MẠNH HỒI ẢNH HƢỞNG CỦA TỈ SUẤT NÉN ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤTCƠNG NGHỆ CỦA GỖ TỐNG QUÁ SỦ (Alnus nepalensis D.Don) LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN MẠNH HỒI ẢNH HƢỞNG CỦA TỈ SUẤT NÉN ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤTCƠNG NGHỆ CỦA GỖ TỐNG QUÁ SỦ (Alnus nepalensis D.Don) Chuyên ngành: Kỹ thuật chế biến lâm sản Mã số: 8549001 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN TRỌNG KIÊN Hà Nội, 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ kỹ thuật mang tên “Ảnh hƣởng tỉ suất nén đến số tính chất cơng nghệ gỗ Tống sủ (Alnus nepalensis D.Don)”mã số 64 52 24 cơng trình nghiên cứu riêng Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sỹ lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Mạnh Hồi ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, TS.Nguyễn Trọng Kiên, người trực tiếp hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn cán thuộc Trung tâm Thí nghiệm Phát triển công nghệ, Viện Công nghiệp gỗ, thư viện trường Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy giáo, cô giáo, nhà khoa học ngành Chế biến lâm sản, bạn bè đồng nghiệp có nhiều ý kiến hướng dẫn quý báu, quan tâm, giúp đỡ động viên q trình nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới tồn thể gia đình người thân ln động viên tạo điều kiện thuận lợi vật chất, tinh thần cho suốt thời gian qua Hà Nội, tháng năm 2018 Ngƣời thực Nguyễn Mạnh Hồi iii MỤC LỤC Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC ĐỒ THI vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu gỗ Tống sủ công nghệ nén ép gỗ 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 11 1.2 Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu 13 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 1.2.2 Nội dung nghiên cứu 14 1.2.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 14 1.2.4 Phương pháp nghiên cứu 15 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 30 2.1 Thông tin chung gỗ Tống sủ 30 2.1.1 Đặc điểm ngoại hình 30 2.1.2 Đặc điểm sinh thái học 31 2.1.3 Công dụng gỗ Tống sủ 31 2.1.4 Một số thông số chủ yếu gỗ Tống sủ dùng nghiên cứu 32 2.2 Tổng quan nghiên cứu xử lý nén gỗ 37 2.2.1 Tẩm keo 37 2.2.2 Nén gỗ có gia nhiệt 38 iv 2.2.3 Xử lý nhiệt cho gỗ nước cao áp 38 2.2.4 Nén có xử lý nhiệt cao tần 39 2.2.5 Xử lý nhiệt độ cao áp suất thường 39 2.2.6 Xử lý trước 39 2.3 Quá trình nén gỗ giải pháp hạn chế đàn hồi trở lại 40 2.3.1 Sơ đồ tổng quát phương pháp xử lý nén gỗ Tống sủ 40 2.3.2 Các giải pháp hạn chế đàn hồi trở lại nén gỗ 41 2.4 Lý thuyết dán dính 42 2.4.1 Lý thuyết liên kết học (liên kết đinh keo) 42 2.4.2 Lý thuyết điện tử 44 2.4.3 Lý thuyết đường ranh giới miền tiếp xúc 45 2.4.4 Lý thuyết khuếch tán 46 2.4.5 Lý thuyết hấp phụ 47 2.4.6 Lý thuyết liên kết hoá học 49 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 51 3.1 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ ổn định kích thước 51 3.2 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến khối lượng riêng 54 3.3 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền uốn tĩnh 57 3.4 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến khả dán dính gỗ 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Đặc điểm ngoại quan gỗ Tống sủ 32 Bảng 2.2 Một số tính chất vật lý gỗ Tống sủ 36 Bảng 2.3 Một số tiêu học gỗ Tống sủ 37 Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ đàn hồi gỗ nén 51 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến khối lượng riêng gỗ nén 54 Bảng 3.3 Tính chất lý gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN-1072-71) 56 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền uốn tĩnh gỗ 57 Bảng 3.5 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền kéo trượt màng keo 59 vi DANH MỤC CÁC ĐỒ THI Đồ thị 3.1 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ đàn hồi kích thước 52 Đồ thị 3.2 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến khối lượng riêng 55 Đồ thị 3.3 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền uốn tĩnh gỗ 58 Đồ thị 3.4 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền kéo trượt màng keo 61 Đồ thị 3.5 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến bong tách màng keo 61 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Thay đổi hình dạng khúc gỗ trịn phương pháp nén chiều Hình 1.2 Mẫu gỗ nén ép phương pháp THM Hình 1.3 Thay đổi cấu trúc gỗ nén ép theo phương xuyên tâm Hình 1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý tới mô đun đàn hồi gỗ Hình 1.5 Biểu đồ thay đổi ứng suất gỗ theo thời gian nén ép gỗ Spruce có kích thước 40x40x30 mm3 theo hướng xuyên tâm (Heger, 2004) Hình 1.6 Sự thay đổi thành phần hố học gỗ xử lý THM 10 Hình 1.7 Sơ đồ quy trình cơng nghệ néngỗ Tống sủ 16 Hình 1.8 Biểu đồ ép thực nghiệm 19 Hình 1.9 Hình ảnh ép thực nghiệm trung tâm TN-TH 20 Hình 1.10 Cắt mẫu từ gỗ ghép khối 23 Hình 1.11 Hình dạng kích thước mẫu thử độ bền kéo trượt 23 Hình 1.12 Sơ đồ cắt mẫu kiểm tra độ bong tách 24 Hình 2.1 Hình chụp mặt cắt gỗ kính hiển vi điện tử qt (SEM) 35 Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý gỗ phương pháp thuỷ - nhiệt - 40 Hình 2.3 Liên kết học 43 Hình 2.4 Vật dán màng keo liên kết học 43 Hình 2.5 Liên kết tĩnh điện 44 Hình 2.6 Bề mặt tiếp xúc miền tiếp xúc keo – gỗ 45 Hình 2.7 Hiện tượng khuếch tán 46 Hình 2.8 Lực kéo bề mặt pha lỏng – rắn 48 Hình 2.9 Khả dàn trải góc tiếp xúc khác 48 Hình 2.10 Một số dạng cầu nối liên kết hoá học keo – gỗ 50 ĐẶT VẤN ĐỀ Đi với phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp chế biến gỗ nhu cầu nguyên liệu ngày nhiều nguồn nguyên liệu gỗ tự nhiên đáp ứng rộng rãi nhu cầu sử dụng ngày giảm Trước thực trạng này, nhà khoa học đưa số giải pháp như: Sử dụng biện pháp công nghệ để gia tăng độ bền học nhằm nâng cao khả đáp ứng gỗ tự nhiên thực tế sản xuất Để chủ động nguồn nguyên liệu, loại gỗ mọc nhanh rừng trồng mối quan tâm nghiên cứu Tống sủ loại có khả phát triển nhanh, thân lớn, thẳng, sinh khối lớn, có khả tái sinh tự nhiên tốt song lại có nhược điểm: gỗ mềm, nhẹ, tỷ trọng thấp, tính chất học thấp nhiều so với gỗ rừng tự nhiên Do nghiên cứu gỗ Tống sủ chủ yếu sử dụng công nghệ nén ép làm tăng khối lượng riêng tính chất gỗ Tuy nhiên q trình nén ép, kết cấu gỗ có thay đổi, điều làm ảnh hưởng đến q trình gia cơng chế biến gỗ hay nói cách khác ảnh hưởng tới q trình cơng nghệ gỗ, có khả dán dính, bám dính độ đàn hồi trở lại gỗ sau nén ép Trong cơng nghệ chế biến gỗ nói chung chế biến gỗ Tống sủ nói riêng, việc sử dụng gỗ nén ép làm nguyên liệu để sản xuất cấu kiện khác xu nay, chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào khả dán dính,bám dính độ đàn hồi trở lại gỗ, nhiên nghiên cứu chưa đầy đủ Để nâng cao hiệu sử dụng gỗ Tống sủ, làm sở khoa học tạo sản phẩm có chất lượng cao từ gỗ Tống sủ, tiến hành thực luận văn:Ảnh hƣởng tỉ suất nén đến số tính chất cơng nghệ gỗ Tống sủ (Alnus nepalensis D.Don) 56 Nhận xét: Từ bảng 3.2 đồ thị 3.2 cho thấy, tỷ suất nén tăng lên, khối lượng riêng gỗ tăng lên Điều giải thích tỷ suất nén cao, khoảng cách vách tế bào, tế bào gỗ giảm xuống, độ đặc gỗ tăng lên, khối lượng riêng tăng lên Khi tỷ suất nén 21%, khối lượng riêng gỗ 0.67g/cm3 Khi tỷ suất nén tăng lên 41 %, khối lượng riêng gỗ 0.72 g/cm3 Khi tỷ suất nén 60.8 %, khối lượng riêng gỗ 0.8g/cm3 Bảng 3.3 Tính chất lý gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN-1072-71) Nhóm g(g/cm3) sed(105N/m2) sut(105N/m2) skd(105N/m2) std(105N/m2) I >0,86 ³630 ³1300 ³1395 ³125 II 0,73 – 0,85 525 – 629 1080 – 1299 1165 – 1394 105 – 124 III 0,62 – 0,72 440 – 524 900 – 1079 970 – 1164 85 – 104 IV 0,55 – 0,61 365 – 439 750 – 899 810 – 969 70 – 84 V 0,50 – 0,54 305 – 364 625 – 749 675 – 809 60 – 69 VI