(Đề tài NCKH) nghiên cứu ảnh hưởng của polyetylenglycol đến tính ổn định kích thước gỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ Mã số: T2015 - 89 Chủ nhiệm đề tài: THS GV Nguyễn Văn Tú SKC005575 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ Mã số: T2015-89 Chủ nhiệm đề tài: ThS NGUYỄN VĂN TÚ TP HCM, Tháng10 Năm 2015 ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu: ThS NGUYỄN VĂN TÚ Đơn vị phối hợp chính: Xưởng thực tập gỗ - Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU * Tổng quan tình hình nghiên thuộc lĩnh vực đề tài nước * Tính cấp thiết đề tài * Mục tiêu đề tài * Đối tượng nghiên cứu * Phạm vi nghiên cứu * Cách tiếp cận * Phương pháp nghiên cứu Chƣơng 1.CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT GỖ KEO LAI ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH KÍCH THƢỚC 1.1 Tình hình trồng keo lai nước ta 1.2 Đặc điểm sinh thái 1.3 Đặc điểm cấu tạo 10 1.4 Tính chất vật lý gỗ Keo lai 11 1.5 Tìm hiểu tính chất học gỗ 12 1.6 Đặc điểm gỗ liên quan đến tính co rút dãn nở 12 Chƣơng 2.CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH HĨA KÍCH THƢỚC GỖ 16 2.1 Các giải pháp ốn định kích thước gỗ 16 2.2 Ổn định gỗ phương pháp hoá học 16 2.2.1 Xử lý gia nhiệt 16 2.2.2 Xử lý Acetol hoá 17 2.2.3 Xử lý Cyanate 18 2.2.4 Xử lý Formol 19 2.2.5 Xử lý Urea 19 2.4 Ổn định gỗ phương pháp hoá nhiệt 20 2.5 Ổn định gỗ phương pháp Enzym 21 2.6 Ổn định gỗ phương pháp vật lý 21 2.6.1 Xử lý chống nước 21 2.6.2 Xử lý chống ẩm 22 2.6.3 Xử lý Paraffin 23 2.6.4 Xử lý Polyetylenglycol (PEG) 23 CHƢƠNG 3.THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 24 3.1 Quy trình cơng nghệ tạo gỗ biến tính 24 3.1.1 Nguyên liệu 24 3.1.2.Trình tự thí nghiệm: 26 3.2.Kết thí nghiệm đánh giá kết 28 3.2.1 Kết thí nghiệm 28 3.2.2 Đánh giá kết 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 31 Kiến nghị 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Hình 1.1 Hình 1-2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 STT Bảng 1-1 Bảng 1.2 Bảng 3.1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu MC KLTT V m Pmax PEG TCVN σed σut MỞĐẦU * Tổng quan tình hình nghiên thuộc lĩnh vực đề tài nƣớc - Trên giới Trên giới, cơng nghệ biến tính gỗ khơng cịn lĩnh vực mới, phát triển sớm Châu Âu Với mục đích sử dụng gỗ vật liệu gỗ cách hiệu quả, nước phát triển giới Mỹ, Nga, Nhật, EU năm qua tiến hành nghiên cứu vàáp dụng vào s ản xuất biện pháp biến tính gỗ theo số xu hướng sau: biến tính theo hướng chống cháy; biến tính theo hướng chống ẩm; cải thiện tính chất học gỗ mọc nhanh rừng trồng biến dạng Năm 1930, Liên Xô nhà khoa học nghiên cứu ép gỗ tạo thoi dệt tay đập c máy dệt Sau đó, nhà khoa học sử dụng phương pháp để tạo chi tiết chịu mài mịn, tự bơi trơn, sử dụng ơtơ, máy nông nghiệp Gỗ nén theo phương pháp tạo vật liệu khơng ổn định hình dạng, độ ổn định kích thước Để khắc phục nhà khoa học nghiên cứu đưa vào gỗ hoá chất dạng monome ho ặc polyme Năm 1936, số nhà khoa học Liên Xô đưa vào gỗ dung dịch Bakelit 5-10% Vào năm 1966, G.B.Klard dùng dung dịch Phuphurol spirt tẩm vào gỗ tạo vật liệu có tính học cao Năm 1972, phịng thí nghiệm sản phẩm lâm s ản Mỹ (FPL) bắt tay nghiên c ứu ứng dụng Acetol hoá vật liệu gỗ Năm 1980, xử lý Acetol hoá bắt đầu ứng dụng s ản xuất ván nhân tạo Năm 1981, Nhật Bản thu thành công tiến hành xử lý Acetol hố gỗ với quy mơ s ản xuất công nghiệp, giới công nghiệ p gỗ Nhật Bản mở rộng vật liệu Acetol hố, mà kích thước r ất ổn định mặc cho độ ẩm tương đối môi trường thay đổi lớn, dùng rộng rãi làm tường vách buồ ng tắm, cửa ván sàn Đầu năm 1960, nhà khoa học Mỹ, Liên Xô dùng tia chiếu xạ gây phản ứng đa tụ đơn thể tẩm vào gỗ (một số cao phân tử lượng thấp ho ặc Cacbua hydro khơng bão hồ có cầu đơi) làm cho hố chất kết hợp với gỗ đóng rắn lại tạo nên sản phẩm chất lượng cao, gọi gỗ Polyme phức hợp (WPC) Gỗ xử lý WPC có tính ổn định kích thước khối lượng thể tích cao rõ rệt so với gỗ nguyên Tính kháng ẩm c gỗ xử lý WPC tăng Do tính ổn định kích thước c WPC r ất tốt, tính học, chịu mài mịn chịu uốn tăng nên loại vật liệu sử dụng rộng rãi kiến trúc, công nghiệp, đồ mộc… Tại hội thảo công nghệ biế n tính gỗ Châu Âu tổ chức lần vào tháng 03 năm 2003 Bỉ lần vào tháng 10 năm 2005 Đức có nhiều cơng trình nghiên cứu nhà khoa học châu Âu GS.W Hotman (Netherlands) chủ trì đề cập đến vấn đề nâng cao tính ổn định kích thước gỗ s dụng Anhydric acetic khẳng định xu hướng cần phải nghiên cứu hoàn thiện tương lai Ở Thụy Điển, Nhật Bản có Nhà máy xử lý gỗ Acetyl hố kết hợp với cơng nghệ vi sóng sản xuất với số lượng lớn sản phẩm gỗ có chất lượng cao Tại Nga nghiên cứu nâng cao tính ổn định kích thước gỗ sử dụng Anhydric acetic nghiên cứu từ năm 1960, đến tiếp tục hồn thiện cơng nghệ triển khai vào sản xuất Biến tính nguyên liệu gỗ rừng trồng để tạo sản phẩm có chất lượng cao xu phát triển ngành chế biến gỗ toàn giới - Ở Việt Nam Trong năm gần đây, cơng nghệ biến tính gỗ theo xu hướng khác nâng cao khối lượng thể tích, tính chất vật lý, ổn định kích thước gỗđãđược nhiều nhà khoa học, nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu Một số cơng trình nghiên cứu biến tính gỗđãđược thực Trần Văn Chứđã nghiên cứu cơng nghệ thiết bị biến tính gỗ có khối lượng thấp thành nguyên liệu chất lượng cao Vũ Huy Đại, Nguyễn Minh Hùng đ ã nghiên cứu ảnh hưởng q trình xử lý vi sóng đến tính ổn định kích thước gỗ Trám trắng, ảnh hưởng tỷ suất nén đến tính ổn định kích thước c gỗ biến tính t Keo tai t ượng Bùi Thị Tuyết Nhung nghiên cứu số giải pháp nâng cao khối lượng thể tích gỗ tiến hành nâng cao khối lượng thể tích gỗ nhựa Novolac Qua điều tra cơng trình nghiên cứu c nhà khoa học nước tơi thấy hướng nghiên cứu biến tính gỗở nước cần thiết cóý nghĩa Nhìn chung, vấn đề biến tính gỗở nước ta bắt đầu nghiên cứu, kết cho thấy nâng cao chất lượng sản phẩm, mà còn, giúp đa dạng hóa loại hình sản phẩm từ nguyên liệu gỗ Mặc dù kết mang tính thử nghiệm, thăm dị đãđặt tảng ban đầu cho nghiên cứu * Tính cấp thiết đề tài Cơng nghiệp chế biến gỗ Việt Nam năm gần có bước phát triển vượt bậc, kim ngạch xuất đồ gỗ nước ta đạt gần 1,6 tỷ USD năm 2005, năm 2006 kim ngạch xuất đồ gỗ nước ta đạt tỷ USD, sản phẩm đồ gỗ Việt Nam có mặt 120 quốc gia giới (Vneconomy, 2006) Mặc dù vậy, năm gần phát triển kinh tế, khai thác rừng tự nhiên cách bừa bãi làm cho ngành công nghiệp Chế biến lâm sản đứng trước thực trạng nguyên liệu gỗ rừng tự nhiên ngày khan trầm trọng, xu hướng sử dụng gỗ rừng trồng làm nguyên liệu cho q trình sản xuất khơng ngừng tăng nhanh Gỗ loại vật liệu sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực sống hàng loạt ưu điểm có hệ số phẩm chất cao, mềm, dễ gia công, chế biến, dễ trang sức,…Bên cạnh ưu gỗ rừng trồng khuyết tật, gỗ mềm nhẹ, tỷ trọng thấp, tính chất cơ, vật lý thấp, khả chịu tác hại môi trường mối, mọt,… kém, màu sắc không đẹp Một nhược điểm khơng nói tới khả hút ẩm, nhả ẩm dẫn đến bị thay đổi kích thước, vật liệu dị hướng nên mức độ thay đổi kích thước theo chiều khơng giống nhau, gỗ dễ biến hình, nứt nẻ, cong vênh Đây nhược điểm lớn gỗ sử dụng gỗ vật liệu Tính co rút, dãn nở gỗ khơng gây khó khăn q trình gia cơng, chế biến, sử dụng mà hạn chế khả sử dụng gỗ mơi trường có biến động lớn độ ẩm Chính thế, tốn đặt cho nhà khoa học tìm kiếm giải pháp cơng nghệ biến tính gỗ nhằm nâng cao chất lượng gỗ, xu hướng quan tâm giới Biến tính gỗ q trình tác động hóa học, học, nhiệt học đồng thời làm thay đổi lại cấu trúc gỗ mà chủ yếu tác động vào nhóm hydroxyl Biến tính gỗ có nhiều phương pháp, năm gần nước phát triển Mỹ, Nga, Nhật, EU sử dụng số phương pháp biến tính nhiệt cơ, hóa cơ, hóa học, nhiệt hóa, xạ - hóa học Biến tính gỗ theo hai xu hướng chủ yếu nén chặt không nén chặt Một số loại hình biến tính ngâm tẩm, gỗ ép lớp, gỗ nén, polyme hóa Càng ngày nhà khoa học trọng đến việc tăng hiệu giải pháp biến tính khơng gây độc hại với người môi trường, người ta hạn chế khơng dùng chất xúc tác hóa học Trên giới cơng nghệ biến tính gỗ phát triển mạnh Việt Nam vấn đề biến tính gỗ nghiên cứu Xuất phát từ yêu cầu đó, tơi thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng Polyetylenglycol (PEG) đến tính ổn định kích thước gỗ” * Mục tiêu đề tài Nghiên cứu sử dụng PEG để biến tính gỗ nhằm nâng cao tính lý khả sử dụng gỗ mọc nhanh rừng góp phần thay gỗ rừng tự nhiên ngày khan vào s ản xuất chế biến gỗ Việt Nam * Đối tƣợng nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng PEG đến ổn định kích thước gố Keo lai * Phạm vi nghiên cứu + Đề tài sử dụng phương pháp ngâm thường để đưa thuốc PEG vào gỗ + Nguyên liệu sử dụng ngâm tẩm PEG gỗ Keo lai * Cách ti ếp cận Tiếp cận lý luận khoa học, kết nghiên cứu biến tính gỗ nước giới Ở giai đoạn nghiên cứu này, phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng khảo sát thực tiễn kế thừa kết nghiên cứu nước Tiến hành thử nghiệm kết nghiên cứu để kiểm tra, phân tích, đánh giá kết đạt * Phƣơng pháp nghiên cứu Tham khảo tài liệu chuyên môn, kế thừa kết liên quan đến biến tính gỗ thơng qua nguồn: thư viện, giáo viên hướng dẫn, chuyên gia, mạng internet,… để đưa quy trình biến tính tối ưu Trong thực tế chuyên đề này, dạng dung dịch Urea bị thuỷ phân đun nóng thành amơniac khí CO2: →to H2N - CO – NH2 NH3 + CO2 + H2O Vì chế hoá mềm, dẻo gỗ c Urea tương tự amoniac Một số phương pháp đưa hoá chất vào gỗ Phương pháp ngâm tẩm hoá học phân thành: phương pháp áp lực phương pháp thường - Phương pháp ngâm thường: phương pháp chia thành phương pháp ngâm phương pháp tẩm nóng l ạnh + Phương pháp ngâm: Là điều kiệ n nhiệt độ áp suất phịng có gia nhiệt Đem gỗ ngâm vào dung dịch hố học có nồng độ thấp làm cho gỗ thấm hút chất hoá học + Phương pháp ngâm tẩm nóng lạnh: nguyên lý đem gỗ đặt dung dịch hoá học gia nhiệt điều kiện thường áp nhiều tuỳ thuộc vào tăng cao nhiệt độ bên mà lượng khơng khí bên giãn nở Lúc nhanh chóng đem gỗ xử lý nhúng vào dung dịch hoá học nguội Do lạnh đột ngột khơng khí gỗ co lại, lịng gỗ xuất chân khơng cục bộ, dựa vào s ự chênh lệch áp xuất bên gỗ dung dịch chất hoá học mà dung dịch hoá học bị thấm hút vào bên Sự chênh lệch nhiệt độ lớn s ự thấm hút dung dịch hoá học vào gỗ nhiều - Phương pháp tẩm áp lực: Đem gỗ ngâm vào dung dịch hố học thùng kín áp suất định dung dịch hoá học thấm vào gỗ Các phưong pháp ngâm tẩm áp lực thường phương pháp tế bào đầy phương pháp chân khô ng hai l ần Phương pháp cho hiệu ngâm t ẩm cao tiết kiệm dược hoá chất giá thành cao, thiết bị phức tạp 2.4 Ổn định gỗ phƣơng pháp hoá nhi ệt Ngồi phương pháp hố học dùng hố chất thay đổi cấu chúc bên gỗ, người ta dùng nhiệt để thay đổi cấu trúc gỗ Sử dụng nhiệt làm thay đổi cấu trúc polime gỗ Các thay đổi tính chất vật lý tính chất hố học Sự 20 thay đổi tính chất hố học thường kết nhiệt phá vỡ c ấu thành hoá học gỗ 2.5 Ổn định gỗ phƣơng pháp Enzym Trong năm gần đứng trước yêu cầu môi trường người ta nghĩ đến việc dùng Enzym biến tính gỗ Trong khoa học đại Enzym đóng vai trị quan trọng thường sử dụng ngành công nghiệp giấy Enzym lacase phương pháp tiên tiến sử dụng cho liên kết dạng sợi lignin cellulose phản ứng oxy hoá phức chất phenol (từ thành phần lignin gỗ) gốc phenol tạo tạo cho gỗ có khả chố ng chịu với nước tăng độ bền Phương pháp áp dụng ván nhân tạo thay loại keo tổng hợp Điều có ý nghĩa lớn vừa tăng độ bền, giảm khả ô nhiễm môi trường tăng hiệ u kinh tế Cơ chế phản ứng theo phương pháp Enzym diễn tả hai hoạt động xảy thời gian Đầu tiên chế oxy hoá trực tiếp lignin bề mặt sợi gỗ, số nhóm phenol gia tăng từ dạng lỏng dần rắn lại Sự gia tăng số nhóm phenol kéo theo tính chất gỗ thay đổi theo hướng có lợi cho sử dụng Cơ chế phản ứng: OCH3 2.6 Ổn định gỗ phƣơng pháp vật lý 2.6.1 Xử lý chống nƣớc Xử lý chống nước bao gồm mặt sau: - Chố ng hút ẩm, xử lý tính chống hút nước - Chỉ xử lý kỵ nước qua tính chống hút ẩm 21 Đối với gỗ mà nói người nghiên cứu phân định rõ ràng tính chịu nước kỵ nước Thông thường tiến hành nghiên cứu phương diện xử lý kỵ nước Gỗ có tính ẩm, mà đặc tính thích nước c thể hút nước bề mặt c nó, sử dụng dung dịch xử lý kỵ nước vừa phải có gốc thích nước (có thể tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt gỗ) lại vừa phải có gốc kỵ nước (bảo vệ bề mặt gỗ không ẩm) Hiệu xử lý tốt xấu có liên quan đến tính chất hố học bề mặt chất rắn, độ nhẵn bề mặt tỷ lệ khe rỗng Gỗ xử lý loại dung dịch kỵ nước qua năm thí nghiệm ngồi trời kết rõ: thuốc kỵ nước có thành phần paraffin có tính bề n lâu tốt Còn lo ại khác nhựa đường nhựa Silic hiệ u kỵ nước giảm dần theo thời gian thí nghiệm Ngồi chất kỵ nước cịn có hiệu hút vật nhiễm khơng khí, làm gỗ xử lý bị giảm hiệ u rõ rệt 2.6.2 Xử lý chống ẩm Phương pháp xử lý chống ẩm thường dùng phủ lên bề mặt loại chất phủ ho ặc dán lớp vật liệu lên mặt Gỗ xử lý phủ bề mặt, khoác lên màng bảo vệ, ngăn cách gỗ với khơng khí, nước, ánh sáng loại dung dịch khác hay côn trùng, nấm mốc vật bẩn không cho trực tiếp tiếp xúc, điều quan trọng làm chậm tốc độ khuyếch tán khơng khí ẩm xâm nhập vào gỗ, ức chế hút nóng, từ mà giảm bớt tổn thất đến mức độ thấp trương nở hay co rút gây nên, loại phương pháp gọi che phủ bề mặt Vật liệu che phủ thường dùng sơn phenol - formaldehyde, nitro cellulose….độ dày c màng sơn tỷ lệ thuận với hiệu chố ng ẩm Hạn chế phương pháp chỗ tính thấm gỗ xử lý tính thân nước khơng có thay đổi chất Do đó, màng sơn chất phủ bị lão hoá, bong rơi, gỗ bị xử lý hiệu chống ẩm Ngồi ra, cịn đem hồ tan chất kỵ nước (như Tùng hương, paraffin…) vào dung môi dễ bay (như Benzen, Metan…) tạo thành hỗn hợp có tính lưu động cao độ nhớt thấp thấm vào gỗ, sau dung môi bay chất kỵ nước lưu lại bề mặt bên gỗ, phương pháp gọi ngấm phủ bề mặt 22 Hai phương pháp kể có ưu điểm đơn giản, đầu tư thấp, xử lý vật lý bề mặt nông, khả chống nước chống ẩm không cao, thời gian bảo vệ ngắn 2.6.3 Xử lý Paraffin Đem nhựa paraffin phân tử lượng thấp thấm vào gỗ, gia nhiệt làm cho phản ứng tiếp diễn, cứng hố mà hình thành nhựa nhiệt rắn, kích thước gỗ xử lý ổn định, tính chất khác cải thiện So sánh với gỗ chưa xử lý, tiêu học gỗ xử lý thì: ứng suất nén dọc thớ nâng cao lần, ứng suất chống uốn mô đun đàn hồi chống uốn nâng cao 30%, độ cứng tính chịu mài mịn nâng cao, tính dẻo dai xung kích lại giảm đến 50%, ứng suất kéo bị giảm 2.6.4 Xử lý Polyetylenglycol (PEG) Gỗ xử lý ngâm tẩm quét Polyetylenglycol có hiệu làm gi ảm trương nở, co rút gỗ, phòng ngừa biế n dạng, cong vênh, nứt vỡ nguyên nhân gây nên Polyethylenglycol sử dụng rộng rãi việc bảo quản gỗ cổ xưa Tímh ổn định gỗ xử lý PEG chủ yếu tăng thể tích Về tính chất học cường độ nén, uố n chống mài mòn gỗ xử lý PEG tuỳ thuộc vào tăng lên lượng PEG Nếu độ ẩm tương đối tăng cường độ tính chất mài mịn giảm, tính dẻo dai tăng Do gỗ xử lý chịu ảnh hưởng hiệu ứng tăng thể tích, vách tế bào gỗ chưa cường hoá, dịch chuyển bó Nuxen dễ dàng so với gỗ chưa xử lý dẫn đến tượng kéo nén dễ phát sinh tượng chuyể n vị trượt 23 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 3.1 Quy trình cơng nghệ tạo gỗ biến tính Quy trình cơng nghệ biến tính gỗ theo phương pháp ngâm thường gỗ dung dịch PEG miêu tả theo sơ đồ hình 4.1 Nguyên liệu Thuốc PEG Sản phẩm Hình 3.1 Quy trình cơng nghệ biến tính gỗ 3.1.1 Ngun li ệu a Gỗ Sấy Ngâm Sấy Nguyên liệu dùng thí nghiệm loại Keo lai, loại sinh trưởng nhanh, có khả thích nghi với nhiều điều kiện khí hậu, đất đai khác Ngồi qua nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng: Cây Keo lai có khả tái tạo đất trồng tương đối tốt, đặc biệt với vùng đất khô cằn Nhờ ưu nó, người ta đưa vào trồng tương đối nhiều lại chưa có biện pháp sử dụng gỗ hiệu mà dừng lại số loại hình sản xuất: Ván dăm, giấy, số đồ mộc thơng thường, b Hố chất: Hố chất dùng thí nghiệm PEG(Polyetylen Glycol ) Cơng thức cấu tạo: HO - CH2 - (CH2 - O - CH2)n - CH2 - OH - Nguồn gốc: PEG loại muối trung tính, màu trắng, khơng mùi trùng hợp từ nhiều phân tử có gốc (-OH) + PEG tan tốt nước, độ PH=7,4, khó bị rửa trơi + PEG tẩm nhièu phương pháp loại thuốc dễ thấm + PEG dùng thí nghiệm mua Hà Nội, có màu trắng, khơng mùi, dạng lỏng Loại PEG - 3350 24 Hình 3.2 Polyetylen Glycol c.Dụng cụ thí nghiệm: - Cân điện tử với độ xác 0.1g dùng để cân thuốc Hình 3.3 Cân điện tử 0 - Tủ sấy: Nhiệt độ tối đa 300 C, độ xác ±1 C,dùng để sấy mẫu thêo tiêu chuẩn; Hình 3.4 Tủ sấy thí nghiệm 25 - Ống thuỷ tinh chia vạch 1/10ml, dung tích 500±1ml, dùng pha thuốc; - Thước kẹp, với độ xác 0.1mm, dùng đo kích thước mẫu; Hình 3.5 Thƣớc kẹp - Thiết bị dùng để ngâm thường; - Máy đo độ ẩm; 3.1.2.Trình tự thí nghiệm: a.Tạo mẫu Từ khúc gỗ tròn qua cưa vòng xẻ phá tạo ván có chiều dày 14mm Các ván đưa vào cưa đĩa để xẻ lại tạo có kích thước 14x32mm, đưa vào thẩm cho bề mặt đạt độ nhẵn yêu cầu với kích thướclà 10x30mm Cuối đưa vào cưa cắt ngang, cắt mẫu theo kích thước chuẩn 10x30x30mm Hình 3.6.Mẫu ván b.Sấy mẫu gỗ trƣớc ngâm: Mẫu cắt xong đưa vào tử sấy, để tránh khuyết tật sấy cho mẫu, đặt nhiệt độ tủ sấy ban đầu thấp:45±5 0C Đồng thời để tiết kiệm chi phí lượng, 26 chúng tơi thường xưn theo dõi kiểm tra tăng nhiệt độ lò mẫu đạt độ ẩm cuối 10±2% c.Ngâm Trong thí nghiệm chúng tơi sử dụng phương pháp ngâm thưòng Nồng độ chất PEG mức 20% thời gian ngâm tiến hành 2ngày Ngâm thường phương pháp cổ điển lại sử dụng rộng rãi nhiều nước - Ưu điểm phương pháp:Đơn giản, dễ áp dụng, khong đòi hỏi trang thiết bị phức tạp, tập trung với khối lượng lớn - Nhược điểm: Thời gian tẩm kéo dài, số loại gỗ khó thấm thuốc, ngâm thường khó đáp ứng yêu cầu chất bảo quản Khơng áp dụng nơi có khối lượng gỗ tẩm nhỏ gây lãng phí lượng thuốc ngâm cịn bể Hình 3.6.Ngâm mẫu ván d.Sấy mẫu sau ngâm: Mẫu sau ngâm tẩm PEG ta tiến hành sấy mẫu đến khô kiệt để đo tỷ lệ co rút gỗ sau ngâm Nhiệt độ 110±20C Hình 3.7.Mẫu ván ngâm PEG 27 Hình 3.8.Mẫu ván đối chứng e Kiểm tra tiêu mẫu sau sấy: Mẫu gỗ sau sấy kiểm tra tiêu Đó là: Khả co rút theo chiều xuyên tâm, tiếp tuyến dọc thớ; Hình 3.9.Kiểm tra kích thƣớc 3.2.Kết thí nghiệm đánh giá kết 3.2.1 Kết thí nghiệm Kết thí nghiệm tra khả co rút, giãn nở gỗ trình bày bảng3.1 Bảng 3.1 Kết thí nghi ệm hệ số co rút c gỗ qua xử lý mẫu đối chứng Dọc thớ N0 Đối chứng 0.9 1.1 0.9 0.8 0.9 1.0 28 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TB 7.0 6.0 5.0 Dọc thớ Đối chứng 4.0 Dọc thớ Ngâm PEG Xuyên tâm Đối chứng 3.0 Xuyên tâm Ngâm PEG 2.0 Tiếp tuyến Đối chứng 1.0 Tiếp tuyến Ngâm PEG 0.0 Đối Ngâm Đối Ngâm Đối Ngâm chứng PEG chứng PEG chứng PEG Dọc thớ Hình 3.9.Biểu đồ tỷ lệ co dãn (%) gỗ ngâm PEG mẫu đối chứng 29 3.2.2 Đánh giá kết Qua kết thí nghiệm bảng đồ thị biểu diễn, thấy rõ vai trị biến tính gỗ việc ổn định kích thước gỗ Các tính chất co rút gỗ theo chiều giảm đáng kể so với mẫu gỗ không ngâm Hiệu hạn chế co rút PEG đạt nhờ phân tử PEG thâm nhập vào vách tế bào gỗ Có hai đường để thực việc thâm nhập Thứ khuếch tán phân tử PEG từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp Đây đường gỗ hoàn toàn bão hoà nước cách xử lý tốt dùng phương pháp ngâm đề tài thực Thứ hai dịch chuyển dòng dung dịch PEG vào gỗ, điều xảy gỗ phải chưa bão hoà nước PEG xâm nhập vào vách tế bào trạng thái trương nở, điều kiện độ ẩm tương đối cao PEG vách tế bào trở thành dung dịch nước trì trạng thái co rút Polyetylenglycol tan nước với phân tử lượng định, áp lực nước thấp, Polyetylenglycol chui thấm vào vách tế bào thay thành phần nước, giữ cho tế bào trì tính ổn định kích thước gỗ Ngồi ra, gỗ ngâm dung dịch PEG hạn chế đựơc nấm mốc, nâng cao đựơc thời gian sử dụng gỗ làm tăng khối lựơng thể tích gỗ 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận + Nâng cao chất lượng gỗ rừng trồng phương pháp biến tính gỗ hướng đắn, phù hợp điều kiện (Nguyên liệu, máy móc thiết bị, ) Việt Nam Tuy bước đầu khai thông hướng nghiên cứu kết thu khả quan, mở hướng nghiên cứu nhằm đa dạng hoá nguyên liệu gỗ rừng trồng ngành Chế biến lâm sản + Gỗ Keo lai, qua xử lý biến tính PEG có khả hạn chế co rút tăng cường tính chất lý gỗ + Có thể sử dụng PEG với mức thời gian ngâm tẩm khác để xử lý cho gỗ, làm tăng khối lượng thể tích gỗ, sử dụng loại gỗ có khối lượng thể tích thấp sản xuất đồ mộc + Tuy nhiên cần lựa chọn hoá chất sử dụng cơng nghệ cho phù hợp Bởi ngồi việc tạo sản phẩm có chất lượng cao, cần phải lưu ý tới vấn đề môi trường, an toàn lao động sản xuất trình sử dụng Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu với mức thời gian ngâm tẩm khác để tìm thời gian ngâm tẩm hợp lý q trình biến tính gỗ khơng hóa chất PEG mà cho tất loại hóa chất khác cơng nghệ biến tính gỗ Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng lượng hóa chất PEG nói riêng loại hóa chất sử dụng cơng nghệ biến tính nói chung tới tiêu chất lượng gỗ biến tính Nghiên cứu giải pháp biến tính gỗ mơi trường có biến đổi nhiệt độ độ ẩm thời gian dài Mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho loại gỗ mọc nhanh rừng trồng khác 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý Khánh Chương (1990), trang sức bề mặt ván nhân tạo, Nhà xuất Lâm nghiệp Đông Bắc – Trung Quốc Trần Ngọc Thiệp – Võ Thành Minh - Đặng Đình Bơi, Cơng nghệ xẻ mộc,Trường Đại học Lâm Nghiệp Hồ Xuân Các, Phạm Văn Kháng, Phan Đức Thuội, Lê Xn Tình (1976), Giáo trình gỗ, NXB Nơng nghiệp Hà Nội Nguyễn Đình Hưng (1999), khoa học gỗ, Trường đại học Lâm Nghiệp Lê Xuân Tình (1998), khoa học gỗ, NXB nông nghiệp Hà Nội Tiêu chuẩn Việt Nam (1998), tiêu chuẩn nhà nước gỗ sản phẩm gỗ Hà Chu Chử (1999), Dự báo phát triển kinh tế Lâm Nghiệp đến năm 2030, viện KHLNVN, Hà Nội Bùi Đình Tồn (2002) ‘ Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu Keo lai định hướng sử dụng công nghiệp sản xuất ván ghép thanh, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Trần Văn Chứ (2002), Công nghệ trang sức vật liệu gỗ 10 Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng màng trang sức (1998), NXB Công nghiệp rừng Macơva, Cộng hoà Liên Bang Nga 11 Tiêu chẩn kiểm tra chất lượng màng trang sức (1998), NXB Lâm Nghiệp Bắc Kinh Trung Quốc 12 Buglai (1973), công nghệ trang sức bề mặt, NXB Công nghiệp rừng Macơva, Cộng Hoà Liên Bang Nga 13 Noel Johnson Leach (1978), Modern Ưôd Finishing Techniques, London 14 Phạm Thị Là (2003), “Nghiên cứu số giải pháp ổn định gỗ ảnh hưởng chất Plyetylen Glycol(PEG) đến khả trang sức sơn PU 32 ... nghệ biến tính gỗ phát triển mạnh Việt Nam vấn đề biến tính gỗ nghiên cứu Xuất phát từ u cầu đó, tơi thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng Polyetylenglycol (PEG) đến tính ổn định kích thước gỗ? ?? * Mục... CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ Mã số: T2015-89 Chủ nhiệm đề tài: ThS NGUYỄN VĂN TÚ TP HCM, Tháng10 Năm 2015 ĐỀ TÀI... bị biến tính gỗ có khối lượng thấp thành ngun liệu chất lượng cao Vũ Huy Đại, Nguyễn Minh Hùng đ ã nghiên cứu ảnh hưởng trình xử lý vi sóng đến tính ổn định kích thước gỗ Trám trắng, ảnh hưởng