Gỗ là một loại vật liệu mang đồng thời hai tớnh chất rắn đàn hồi và lỏng dớnh, gỗ thuộc loại vật liệu cao phõn tử khi chịu ngoại lực tỏc dụng thỡ sản sinh 3 loại biến dạng:
- Biến dạng đàn hồi tức thời; - Biến dạng sau đàn hồi; - Biến dạng dẻo.
Như chỳng ta đó biết, gỗ được cấu tạo nờn bởi vụ số tế bào, vỏch tế bào được cấu tạo nờn bởi hai thành phần chớnh là cellulose và lignin.
Cellulose cú cấu trỳc định hỡnh (microfiber) người ta vớ như sườn sắt. Đõy chớnh là thành phần chớnh sản sinh ra nội lực của gỗ.
Lignin là một chất keo cú cấu trỳc vụ định hỡnh, người ta vớ như ximăng bỏm trờn sườn sắt để tạo ra khối bờtụng - chớnh là vỏch tế bào. Do cấu trỳc như vậy lignin chỉ là thành phần thứ yếu sản sinh ra nội lực.
Biến dạng đàn hồi là do cellulose đó sản sinh ra nội lực tạo ra biến dạng đàn hồi; lignin, cellulose và hemicellulose sinh ra biến dạng dẻo (biến dạng vĩnh cửu). Biến dạng vĩnh cửu biểu thị độ dẻo của gỗ.
+ Biến dạng đàn hồi tức thời
Khi chịu tỏc động của ngoại lực, biến dạng sản sinh tương ứng với tốc độ tăng tải trọng gọi là biến dạng đàn hồi tức thời, biến dạng này tuõn theo định luật Hooke khi tải trọng kết thỳc thỡ gỗ lập tức tạo nờn biến dạng đàn hồi giảm dần theo thời gian gọi là biến dạng đàn hồi dẻo (biến dạng sau đàn hồi) nú do cỏc mắt xớch phõn tử celulose bị uốn cong hay bị kộo dón tạo thành, loại biến dạng này cũng tỷ lệ nghịch, so với biến dạng đàn hồi thỡ nú cú tớnh trễ thời gian. Chuỗi phõn tử celulose bị trượt lờn nhau khi chịu ngoại lực tỏc dụng biến dạng này được gọi là biến dạng dẻo, đõy là biến dạng cú tớnh thuận nghịch. Từ đú cho thấy, gỗ là loại vật liệu vừa cú biến dạng đàn hồi vừa cú
B iến dạ ng A B C1 C2 C3 t1 tq t2 Thời gian D E
biến dạng dẻo. Hỡnh 2.9 thể hiện sự phụ thuộc của biến dạng của vật liệu gỗ theo thời gian tỏc động lực.
+ Biến dạng dẻo của gỗ
Biến dạng dẻo của gỗ tương đối nhỏ vỡ vậy cú hạn chế nhất định trong khi gia cụng. Gỗ là loại vật liệu cao phõn tử tớnh dẻo của nú là kết quả của biến dạng và sự dịch chuyển tương đối giữa cỏc cao phõn tử dưới tỏc dụng của ngoại lực. Ở nhiệt độ thường, để nõng cao tớnh dẻo của gỗ phải cho thờm hoỏ chất làm cho lực liờn kết giữa cỏc phõn tử yếu đi. Ngoài ra, thụng qua tỏc dụng của nhiệt độ, nú làm cho cỏc chất nền (cellulose, lignin) của gỗ dẻo hoỏ quỏ trỡnh đú cũng cú thể nõng cao tớnh dẻo của gỗ. Tớnh chất này gọi là tớnh nhiệt dẻo của gỗ.
Lignin là một chất cú tớnh nhiệt dẻo, vỡ nú là chất khụng định hỡnh cho nờn điểm núng chảy khụng cố định. Loài cõy khỏc nhau, nhiệt độ hoỏ dẻo và núng chảy của nú cũng khỏc nhau. Nhiệt độ hoỏ dẻo của lignin cú quan hệ mật thiết với độ ẩm. Điểm nhiệt dẻo (hoỏ dẻo) của nú ở trạng thỏi khụ kiệt là 127 - 1930C cũn ở trạng thỏi ẩm ướt thỡ giảm xuống rừ rệt khoảng 77 - 1280C. Hemicellulose do hỳt nước nờn điểm hoỏ dẻo của nú cũng giảm xuống tương tự trường hợp của lignin. Chất giữ vai trũ cốt lừi của gỗ là cellulose thỡ điểm hoỏ dẻo lớn hơn 2320C, vựng kết tinh của nú khụng chịu ảnh hưởng của nước chuyển húa trạng thỏi thuỷ tinh của cellulose giảm theo mức độ tăng của độ ẩm.
Đối với gỗ ở trạng thỏi bóo hoà nước, theo Hilis [20] ở nhiệt độ 70 - 800C và ở 80 - 1000C hỡnh thành 2 khu vực dẻo nhiệt độ liờn tục. Người ta cho rằng khoảng 70 - 800C là điểm chuyển hoỏ thuỷ tinh của hemicellulose, 80 - 1000C lignin; gỗ ở trạng thỏi ẩm ướt khi gia nhiệt cú tớnh dẻo nhiệt rừ rệt.
để tăng độ dẻo của gỗ trong quỏ trỡnh gia cụng chế biến người ta tỏc động vào lignin và hemicellulose bằng cỏc phương phỏp như: xử lý nhiệt ẩm, dựng hoỏ chất. Ở điều kiện bỡnh thường thỡ gỗ cú biến dạng dẻo tương đối nhỏ, do vậy rất hạn chế trong quỏ trỡnh gia cụng chế biến gỗ, đặc biệt là quỏ trỡnh nộn gỗ. Trong điều kiện bỡnh thường để nõng cao tớnh dẻo của gỗ cần phải cho chất hoỏ dẻo để làm cho lực liờn kết giữa cỏc phõn tử yếu đi và làm tăng biến dạng dẻo của gỗ.
Từ một số đặc điểm cấu tạo và tớnh chất của gỗ ta rỳt ra kết luận:
- Khi nộn hoặc ộp gỗ theo chiều dọc thớ, cỏc tế bào gỗ vỏch dày cũng như vỏch mỏng được nộn cựng một mức độ nộn, khi đú độ bền của cỏc thành phần cấu tạo nờn gỗ được giữ nguyờn sự khỏc nhau trong trạng thỏi mới. Như vậy chỳng ta khụng thể tăng tớnh chất của gỗ theo chiều dọc thớ.
- ẫp gỗ nờn ộp theo chiều ngang thớ, đối với gỗ lỏ kim và gỗ lỏ rộng mạch vũng nờn ộp theo chiều xuyờn tõm, gỗ mạch phõn tỏn ộp theo cả hai chiều xuyờn tõm và tiếp tuyến.
- Trong quỏ trỡnh ộp gỗ theo chiều ngang thớ để tăng sự biến dạng vĩnh cửu của gỗ nhằm tăng mức độ nộn của gỗ cần phải cú sự dẻo hoỏ vỏch tế bào của gỗ, nghĩa là phải làm cho cỏc chất matrix (lignin, hemicellulose) thay đổi trạng thỏi dưới tỏc động của nhiệt độ và độ ẩm hoặc làm giảm hàm lượng của chỳng cú trong gỗ, chuyển hoỏ thành dạng khỏc dưới tỏc động của cỏc chất hoỏ học bờn ngoài.