Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Thời Gian Ngâm Tẩm Hóa Chất Đến Tính Chất Của Gỗ Biến Tính Bằng Dmdheu Dùng Để Phủ Mặt Ván Sàn Gỗ Công Nghiệp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA CHẾ BIẾN LÂM SẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

“NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN NGÂM TẨM

HÓA CHẤT ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA GỖ BIẾN TÍNH BẰNG

DMDHEU DÙNG ĐỂ PHỦ MẶT VÁN SÀN

GỖ CÔNG NGHIỆP”

NGÀNH: CHẾ BIẾN LÂM SẢN

MÃ SỐ: 101

Giáo viên hướng dẫn : NGƯT.PGS.TS. Phạm Văn Chương

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Thoại

Khoá học : 2006 – 2010

Hà Nội, 2010

LỜI CẢM ƠN

Để kết thúc khóa học nhiệm kỳ 2006- 2010 trường Đại học Lâm nghiệp

với phương châm học tập song song với thực hành, khoa học gắn liền với thực

tiễn, được sự nhất trí của Nhà trường, khoa Chế biến Lâm sản và bộ môn Công

nghệ sản xuất ván nhân tạo tôi được phân công thực hiện khóa luận tốt nghiệp

với tên đề tài:“Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm tẩm hóa chất đến

tính chất của gỗ biến tính bằng DMDHEU dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công

nghiệp”. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo NGƯT.PGS.TS Phạm Văn

Chương, tới nay khóa luận tốt nghiệp của tôi đã được hoàn thành, tôi xin được

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong khoa Chế biến lâm sản,

các thầy cô của bộ môn Công nghệ sản xuất ván nhân tạo. Đặc biệt là

NGƯT.PGS.TS Phạm Văn Chương, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá

trình thực hiện đề tài, cũng nhân dịp này, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới tập thể

cán bộ công nhân viên trong Trung tâm thí nghiệm thực hành khoa Chế biến

Lâm sản, Trung tâm chuyển giao công nghệ -công nghiệp rừng trường Đại học

Lâm nghiệp, gia đình, người thân và các bạn bè cùng nhóm nghiên cứu đã tận

tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập.

Mặc dù bản thân tôi đã cố gắng hết sức mình song với khuôn khổ thời

gian thực hiện đề tài tốt nghiệp còn hạn hẹp, đề tài còn quá mới mẻ và trình độ

bản thân còn nhiều hạn chế cho nên khóa luận không tránh khỏi nhiều thiếu sót.

Vậy tôi rất mong nhận được sự chỉ dẫn bổ sung và đóng góp ý kiến của các thầy

cô giáo cũng như các bạn bè đồng nghiệp, để khóa luận tốt nghiệp của tôi được

hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 15 tháng 05 năm 2010

CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG KHÓA LUẬN

Ký hiệu Tên gọi Đơn vị

DMDHEU Dimethyl- Dihydroxyl Ethylen –Ure -

MC Độ ẩm của sản phẩm %

L Chiều dài Mm

T Chiều dày Mm

W Chiều rộng Mm

T Nhiệt độ 0C

P Áp suất Mpa

 Thời gian Giây

C Chu vi Mm

W Độ cong vênh %

 Khối lượng thể tích g/cm

3

∆S Độ trương nở chiều dày %

VM Ván mỏng -

VN Ván nền -

ĐBT Độ bong tách màng keo %

MOE Mô đun đàn hồi Mpa

i

x Các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm -



x

Trị số trung bình mẫu -

n Dung lượng mẫu -

R Tỷ lệ kết cấu -

X

Giá trị trung bình của mẫu -

s Sai quan phương -

S% Hệ số biến động %

P% Hệ số chính xác %

C(95%)

Sai số cực hạn của ước lượng với độ tin cậy

95% -

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT Tên hình Trang

Hình 1.1 Sản phẩm ván sàn công nghiệp trong không gian

sống 3

Hình 1.2 Ván sàn gỗ công nghiệp 4

Hình 1.3 Cấu tạo ván sàn công nghiệp dạng lớp 4

Hình 1.4 Sản phẩm ván sàn- mẫu thí nghiệp của khóa luận 5

Hình 1.5 Một số hình ảnh về sản phẩm sàn gỗ công nghiệp 7

Hình 2.1 Minh họa quá trình sấy gỗ và ngâm tẩm 17

Hình 2.2 Minh họa sản phẩm bông, vải sợi 19

Hình 2.3 Công thức hóa học của DMDHEU 26

Hình 2.4 Cấu trúc phân tử DMDHEU và mDMDHEU 27

Hình 2.5 Công thức cấu tạo và các tác nhân thay đổi hóa học 30

Hình 2.6 Phản ứng xảy ra giữa gỗ và DMDHEU 31

Hình 2.7 Tương tác của nhóm hydroxyl (-OH) trong gỗ 31

Hình 2.8 Qúa trình hút và nhả ẩm của gỗ khi chưa xử lý 32

Hình 2.9 Qúa trình hút và nhả ẩm của gỗ khi đã được xử lý

DMDHEU 32

Hình 2.10 Quy trình công nghệ tạo ván sàn gỗ công nghiệp

được xử lý bằng DMDHEU 40

Hình 2.11 Biểu đồ quan hệ giữa chế độ xử lý và khả năng chịu

mài mòn 47

Hình 2.12 Biểu đồ quan hệ giữa chế độ xử lý và khả năng bong

tách màng keo

50

Hình 2.13 Sơ đồ thể hiện ứng suất kéo nén 51

Hình 2.14 Sơ đồ đặt lực mẫu thử độ võng do uốn 52

Hình 2.15 Biểu đồ quan hệ giữa chế độ xử lý và độ võng do uốn 54

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT Tên bảng Trang

Bảng 1.1 Kích thước mẫu ván sàn gỗ công nghiệp theo

tiêu chuẩn Nhật Bản JAS- SE- 7

4

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của keo EPI 1980/1993 22

Bảng 2.2 Các chế độ ngâm tẩm hóa chất DMDHEU sử

dụng trong khóa luận 42

Bảng 2.3 Kết quả kiểm tra khối lượng thể tích, g/cm3

45

Bảng 2.4 Kết quả kiểm tra độ mài mòn, % 47

Bảng 2.5 Kết quả kiểm tra độ bong tách màng keo, % 49

Bảng 2.6 Kết quả kiểm tra độ võng do uốn, mm 53

Bảng 2.7 Một số thông số của Keo lá tràm dùng trong

nghiên cứu Phụ lục

Bảng 2.8 Một số thông số của gỗ Bồ đề dùng trong nghiên

cứu Phụ lục

DANH MỤC CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN

TT Tên công thức Trang

(2.1) Công thức xác định khối lượng thể tích, g/cm3

45

(2.2) Công thức xác định độ mài mòn, % 46

(2.3) Công thức xác định độ bong tách màng keo, % 48

(2.4) Công thức xác định độ võng do uốn, mm 53

(2.5) Công thức xác định phần trăm giá thành tăng lên, % 55

DANH MỤC CÁC PHƢƠNG TRÌNH TƢƠNG QUAN

TT Tên phƣơng trình Trang

(2.1) Phương trình tương quan giữa thời gian xử lý với độ

mài mòn 47

(2.2) Phương trình tương quan giữa thời gian xử lý với độ

bong tách màng keo 49

(2.3) Phương trình tương quan giữa thời gian xử lý với độ

võng do uốn 53

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Gỗ với nhiều ưu điểm hơn hẳn các loại vật liệu khác như: Tính cách âm,

cách nhiệt, nhẹ, bền, đẹp... đang chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống của

con người.

Đứng trước nhu cầu rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt, trong khi đó nhu

cầu về sử dụng gỗ của xã hội ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng.

Rõ ràng, gỗ tự nhiên không thể đáp ứng nhu cầu của xã hội, cho nên việc sử

dụng gỗ rừng trồng thay thế gỗ tự nhiên là một tất yếu. Do vậy công nghệ sản

xuất ván nhân tạo đang được đầu tư phát triển mạnh mẽ trong một vài năm trở

lại đây, khi lượng ván nhân tạo được đưa ra thị trường đã đáp ứng được nhu cầu

sử dụng của con người cũng như góp phần vào công việc sử dụng và tận dụng

gỗ một cách hiệu quả nhất.

Hiện nay, sản phẩm ván nhân tạo đang có tốc độ phát triển rất nhanh đặc

biệt là ván sàn gỗ công nghiệp. Ván sàn gỗ công nghiệp có nhiều ưu điểm giống

như ván sàn làm bằng gỗ tự nhiên đó là: Bề mặt không bị đọng nước khi thời

tiết nồm, cách âm, cách nhiệt, vân thớ đẹp, thân thiện với con người và môi

trường,...Hơn nữa, bề mặt ván có thể tạo được nhiều loại vân thớ, màu sắc khác

nhau theo ý muốn sử dụng. Mặt khác, giá thành của ván sàn công nghiệp thấp

hơn so với ván sàn làm bằng gỗ tự nhiên. Vì vậy, việc chuyển hướng nghiên

cứu sử dụng các sản phẩm từ gỗ tự nhiên sang các loại hình sản phẩm khác từ

gỗ nhân tạo là hoàn toàn hợp lý.

Qua điều tra một số loại ván sàn hiện nay, trong quá trình sử dụng đã nảy

sinh nhiều khuyết tật như: nứt nẻ, cong vênh, đặc biệt là độ cứng, độ bền và khả

năng chịu mài mòn chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Các yếu tố nêu trên cũng

là những nhược điểm trong tính chất của ván sàn mà trong đó khả năng chịu

mài mòn lớp bề mặt của ván sàn gỗ công nghiệp là một trong những chỉ tiêu

chất lượng quan trọng.

Một giải pháp đặt ra cho ngành công nghiệp ván sàn là rất cần những phát

minh, nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền và tính thẩm mỹ của sản phẩm ván

2

sàn hay biến tính nhằm nâng cao chất lượng của ván,...để đáp ứng nhu cầu về

việc sử dụng sản phẩm gỗ công nghiệp hiện nay cũng như để nâng cao hiệu quả

kinh tế.

Xuất phát từ ngành công nghiệp dệt may, hiện nay ngành công nghiệp gỗ

trên thế giới sử dụng một số phương pháp biến tính gỗ bằng hóa chất nhằm

nâng cao chất lượng và độ bền sinh học của gỗ. Một trong các loại hóa chất

được sử dụng để thực hiện các nghiên cứu này là DMDHEU, người ta tiến hành

ngâm tẩm hóa chất này vào gỗ hay các ván mỏng để xảy ra phản ứng hóa học

thay thế nhóm OH và tạo màng polime trong gỗ. Nhờ đó khả năng hút, nhả ẩm,

co dãn của gỗ giảm, độ cứng và khả năng chịu mài mòn, độ bền của gỗ tăng lên.

Các nghiên cứu thử nghiệm đã cho thấy tính năng công nghệ chủ yếu của gỗ xử

lý bằng DMDHEU được cải thiện.

Trong quá trình xử lý, để thực hiện được quá trình biến tính gỗ bằng hóa

chất DMDHEU hiệu quả nhất thì việc lựa chọn loại gỗ, xử lý độ ẩm gỗ, pha chế

tỷ lệ, nồng độ hóa chất, phương pháp chế độ ngâm tẩm và xử lý, môi trường,

nhiệt độ, thiết bị máy móc…ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả nghiên cứu, đặc

biệt là thời gian ngâm tẩm hóa chất để lượng DMDHEU thấm sâu vào vách tế

bào một cách tối ưu nhất và các phản ứng hóa học xảy ra khi tiến hành ngâm

tẩm hóa chất DMDHEU với ván mỏng là triệt để nhất. Thời gian xử lý là yếu tố

quan trọng đánh giá chất lượng sản phẩm ván sàn sau khi xử lý bằng phương

pháp biến tính gỗ.

Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự nhất trí của Ban Giám hiệu

trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Chế biến Lâm sản, bộ môn Công nghệ sản

xuất ván nhân tạo tôi tiến hành thực hiện khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu

ảnh hưởng của thời gian ngâm tẩm hóa chất đến tính chất của gỗ biến tính

bằng DMDHEU dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp.”

3

PHẦN 1

TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về ván sàn gỗ công nghiệp.

1.1.1 Khái niệm về ván sàn gỗ công nghiệp. [5]

Ván sàn gỗ công nghiệp là loại vật liệu composite gỗ dạng lớp. Thông

thường, ván sàn gỗ công nghiệp có cấu tạo 3 lớp: lớp giữa được làm từ gỗ xẻ

ghép lại và lớp mặt là các lớp ván mỏng. Công nghệ sản xuất ván sàn gỗ công

nghiệp chú trọng vào vật liệu dán phủ bề mặt, đó là lớp vật liệu mỏng ở bên trên

cùng có tác dụng bảo vệ và trang sức cho lớp lõi. Một lớp vật liệu mỏng khác ở

phía dưới có tác dụng chống hút ẩm và chống cong vênh. Tổng chiều dày các

lớp ván mặt không nhỏ hơn 1/3 chiều dày sản phẩm.

Với những tính năng ưu việt của ván sàn gỗ công nghiệp, chống chịu

được tác động của môi trường như chống ẩm, chống xước, nấm mốc, mối mọt,

....đem lại sự ấm cúng và sang trọng cho mọi không gian nội thất. Sàn nhà được

lát ván sàn sẽ tạo cảm giác sạch sẽ, êm ái cho đôi chân người sử dụng, có thể

nằm ngủ trên sàn nhà mà không cần dùng giường. Nó dần thay thế sàn gỗ tự

nhiên và các vật liệu lát sàn khác như gạch men.

Hình 1.1 Sản phẩm ván sàn công nghiệp trong không gian sống