3.1. Cơ sở lý thuyết
3.1.2. Lý thuyết về keo dán gỗ (keo Ure Formaldehyde)
a) Ngoại quan
Thành phần chính của keo UF là ure và fomanldehyde. Khi tổng hợp chúng được phối trộn với tỉ lệ thích hợp trong mơi trường có nhiệt độ và độ pH nhất định, thông qua phản ứng cộng và phản ứng trùng ngưng.
Keo UF khơng những làm chất kết dính cho các mối dán trong cơng nghiệp gỗ, mà cịn có thể dùng làm ngun liệu sơn phủ nhưng khi làm những nguyên liệu sơn phủ, tỷ lệ phối nguyên liệu và công nghệ tổng hợp của ure và fomanldehyde với keo làm keo dán là không giống nhau.
Keo UF tồn tại ở dạng dung dịch và dạng bột, keo dạng dung dịch là dung dịch sữa đặc tính, màu trắng hoặc màu vàng nhạt. Ở dạng bột là dạng thu được sau dung dịch tổng hợp qua công đoạn sấy khơ bằng phương pháp phun sương, vì vậy keo dạng bột thường có phân tử lượng thấp, có khả năng tan trong nước, không cần dung môi đặc biệt có thể đóng rắn ở nhiệt độ thường hay điều kiện tăng nhiệt sử dụng thuận tiện, thời gian cất giữ lâu, có thể đạt 1 đến 2 năm. b) Đặc tính chung của keo UF
Keo UF là một trong những loại keo được dùng lâu đời và phổ biến hiện nay, vì chúng có những ưu điểm nhất định. Nguyên liệu điều chế đơn giản, dễ kiếm trên thị trường giá cả rẻ, nguyên liệu chính là ure và fomanldehyde. Ure là do CO2 và NH3 trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao tổng hợp thành. Ure và fomanldehyde là nguyên liệu rẻ nhất cho ngun liệu cơng nghiệp hóa học hữu
21
cơ. Bởi vì giá thành của ván nhân tạo sử dụng keo UF làm chất kết dính rẻ, dễ được người tiêu dùng chấp nhận.
Một đặc điểm khác của keo UF là tính năng dán dính rất tốt, sản phẩm có cường độ dán dính tương đối cao, chịu nhiệt, chống mốc, tính cách điện tốt, dùng nhiều với keo trong ván nhân tạo nội thất. Tuy có tính chịu nước và chịu nhiệt khơng bằng keo PF nhưng sản phẩm đã thỏa mãn yêu cầu cho vật liệu nội thất. So sánh với những sản phẩm của keo PF thì màu sắc của keo UF nhạt hơn, bình thường dung dịch keo đặc dính, màu trắng sữa hoặc màu vàng sữa, màng keo sau khi đóng rắn có màu trong suốt khơng màu hoặc là dung dịch nhớt màu trắng sữa, đối với bề mặt ván nhân tạo ít gây ơ nhiễm có thể nhuộm màu. Nhiệt độ ép nóng thấp, thời gian đóng rắn ngắn, ép nguội hay ép nóng đều có thể đóng rắn sử dụng thuận tiện. Cấu tạo phân tử của keo UF có ngun tố Nitơ, vì vậy màng keo có khả năng ngăn cản q trình cháy, keo đa tụ thời kỳ đầu có tính tan trong nước nhất định, các thiết bị sau khi sử dụng dễ rửa sạch sử dụng thuận tiện. Tuy nhiên chúng có hạn chế nhất định khuyết điểm chủ yếu của nó có hai phương diện, thứ nhất là nước và khí ẩm dễ dàng làm tan lớp keo, phát sinh hư hỏng, tính bền lớp keo dán dính tương đối kém, cường độ dính dễ dàng dịch chuyển theo thời gian mà có xu hướng giảm; thứ hai là trong keo có fomanldehyde tự do, làm ơ nhiễm mơi trường có hại đối với con người. Nhưng cùng với sự cải tiến của cơng nghệ điều chế keo UF lượng giải phóng fomanldehyde tự do được khống chế tới mức cho phép.
3.1.3. Lý thuyết ảnh hưởng của keo dán đến chất lượng sản phẩm ván dán
a) Ảnh hưởng của hàm lượng khơ
Hàm lượng khơ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối dán vì trong quá trình dán dung môi chủ yếu của keo được gỗ hút thấm, do đó làm cho độ ẩm tăng vật dán ảnh hưởng đến chất lượng mối dán và chất lượng sản phẩm.
Ngược lại, nếu hàm lượng khô của keo quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa keo và gỗ là khó do vậy tạo màng keo khơng đều, khơng liên tục dẫn đến chất lượng mối dán giảm, trị số hàm lượng khơ thích hợp cho sử dụng phụ thuộc vào loại gỗ, chất lượng gia công bề mặt ván dán, yêu cầu độ bền mối dán.
22
Trong sản xuất ván dán, hàm lượng khô keo phù hợp là: đối với keo UF hàm lượng khô 40-60%.
b) Ảnh hưởng của độ nhớt
Độ nhớt của keo đặc trưng cho nội lực sinh ra trong keo khi các phân tử chuyển động. nó quyết định khả năng thấm ướt của keo lên bề mặt gỗ. Muốn có màng keo mỏng, đều và liên tục yêu cầu keo phải có độ nhớt phù hợp.
Độ nhớt của keo thấp chứng tỏ mức độ trùng ngưng của keo thấp, chất lượng dán dính thấp.
Độ nhớt của keo cao, khả năng dàn trải keo lên bề mặt ván mỏng khó do vậy khó tạo ra một màng keo liên tục.
Độ nhớt của keo phù hợp trong sản xuất ván dán: đối với keo UF 300-500 mPa.s.
c) Ảnh hưởng của lượng keo trải
Trong thực tế sản xuất hiện nay tỷ suất của keo chiếm hơn 20% giá thành sản phẩm. Hiện nay, người ta tìm mọi cách giảm chi phí của keo trên cơ sở màng keo tạo thành phải liên tục.
Chi phí keo phụ thuộc vào loại keo, thiết bị tráng, chất lượng ván mỏng và trình độ cơng nhân.
Để giảm chi phí keo, trong sản xuất ván dán người ta sử dụng một lượng chất độn như tinh bột, bột gỗ,… yêu cầu với chất độn là không ảnh hưởng sự đóng rắn của keo và lượng chất độn cho vào ảnh hưởng không lớn đến chất lượng của mối dán.
Lượng keo tráng thông thường: 140-240 g/m2 bề mặt. d) Ảnh hưởng độ pH của keo dán
Độ pH của keo dán là một trong những đại lượng đặc trưng cho tính chất hóa học, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền mối dán. Tính bazo mạnh hay axit mạnh đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, làm tăng tốc độ lão hóa của bản thân keo. Hoặc sẽ dẫn đến hiện tượng keo khơng có khả năng đóng rắn hoặc keo đóng rắn q nhanh khơng phù hợp với cơng nghệ sản xuất.
23