Nghiên Cứu Tổng Hợp Tạo Keo U F Có Hàm Lượng Formaldehyde Tự Do Thấp

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo, để giúp sinh viên tổng hợp và vận

dụng kiến thức có liên quan đến chuyên môn, được sự đồng ý của thầy giáo

hướng dẫn, khoa chế biến lâm sản trường Đại Học Lâm Nghiệp, tôi thực hiện

khoá luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu tổng hợp tạo keo U – F có hàm lượng

Formaldehyde tự do thấp”

Địa điểm tại trường Đại Học Lâm Nghiệp – Xuân Mai – Chương Mỹ -

Hà Nội

Nhân dịp hoàn thành khoá luận tốt nghiệp nàytôi xin đặc biệt bày tỏ

lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Ths.Nguyễn Văn Thuận, các thầy cô giáo

trong bộ môn Công nghệ ván nhân tạo, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong

khoa Chế biến Lâm sản đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành

khoá luận tốt nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáoTrung tâm thí nghiệm thực

hành khoa Chế biến Lâm sản trường Đại Học Lâm Nghiệp,Trung tâm thư

viện trường, các bạn đồng nghiệp cùng gia đình tôi đã giúp đỡ tôi hoàn thành

khoá luận tốt nghiệp này.

Do kinh nghiệm, điều kiện trang thiết bi còn hạn chế nên khoá luận của

tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tôi mongđược sự góp ý của các thầy

cô giáo, các bạn đồng nghiệp để khoá luận này của tôi được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 05 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Dương Thị Huyền Thanh

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày

càng được nâng cao thì nhu cầu về việc sử dụng các vật liệu, đồ dùng có

nguồn gốc tự nhiên ngày càng cao. Một trong những vật liệu được con người

ưa chuộng và sử dụng đó là gỗ. Tuy nhiên, gỗ tự nhiên ngày càng khan hiếm,

khi đó công nghệ sản xuất ván nhân tạo ra đời tạo ra nhiều sản phẩm có nhiều

ưu việt so với các vật liệu khác. Để tạo ra các sản phẩm ván nhân tạo từ gỗ thì

một trong những yếu tố không thể thiếu đó là keo dán gỗ. Keo U-F là một loại

keo được sử dụng phổ biến và rộng rãi. Loại keo này có ưu điểm là giá rẻ,

đóng rắn nhanh, có màu trong suốt, ... Nhưng một trong những nhược diểm

của keo U-F là vấn đề phát tán formaldehyde tự do. Hàm lượng formaldehyde

có trong keo là một chỉ tiêu hết sức quan trọng để đánh giá chất lượng của keo

dán. Hàm lượng formaldehyde sẽ thể hiện khả năng đa tụ của keo. Hàm lượng

formaldehyde cao chứng tỏ khả năng đa tụ của keo kém, từ đó gây tổn thất

nguyên liệu sản xuất keo, gây tổn thất về kinh tế cho công ty sản xuất keo.

Mặt khác, hàm lượng formaldehyde tự do trong keo còn ảnh hưởng đến khả

năng dán dính của keo. Formaldehyde rất độc hại, lượng formaldehyde tự do

tồn tại trong sản phẩm sử dụng keo sẽ phát tán trong không khí gây ảnh

hưởng rất nhiều đến sức khoẻ người sử dụng. Ngày nay chúng ta đang hướng

tới một môi trường xanh, sạch, đẹp, ... xu hướng sử dụng các vật dụng chứa ít

chất độc hại ngày càng tăng. Do đó việc nghiên cứu phương pháp làm giảm

hàm lượng formaldehyde tự do có trong keo là hết sức cần thiết.

Để giải quyết vấn đề trên tôi thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu tổng hợp tạo keo U-F có hàm lượng formaldehyde tự do thấp”

2

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài.

Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng

cao. Chính vì vậy, xu hướng hiện nay là sử dụng các sản phẩm chứa ít chất

độc hại nhằm đảm bảo sức khoẻ và hạn chế ô nhiễm môi trường.

Trong các ngành công nghiệp nói chung và ngành chế biến gỗ nói

riêng, cụ thể là công nghệ sản xuất ván nhân tạo thì các sản phẩm có sử dụng

keo dán làm chất kết dính vấn đề cần quan tâm là lượng formaldehyde phát

tán từ sản phẩm. Keo U-F là loại keo rẻ, đóng rắn nhanh, quá trình sản xuất

đơn giản, màu sắc trong suốt. tuy nhiên loại keo này có chứa lượng

formaldehyde tự do phát tán tương đối lớn. Việc hít thở phải formaldehyde có

thể gây ra các kích thích mắt, đau đầu,khó thở, ... Trong cơ thể formaldehyde

chuyển hoá thành acid formic, dẫn đến tăng hoạt động của tim, thở nhanh và

nông, giảm thân nhiệt, hôn mê hoặc dẫn đến chết người. Formaldehyde được

Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ phân loại như là chất có khả năng gây

ung thư ở người và được Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) coi là

chất gây ung thư ở người (http://wikipedia.org).

Do đó việc nghiên cứu phương pháp làm giảm lượng formaldehyde tự

do có trong keo là hết sức cần thiết.

1.2. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu.

- Mục tiêu nghiên cứu: Tổng hợp keo U – F có hàm lượng

Formaldehyde thấp từ nguồn nguyên liệu trong nước với các thiết bị đơn giản.

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp kế thừa: Kế thừa cơ bản lý thuyết về keo, lý thuyết về

dán dính, các kết quả nghiên cứu về keo U-F.

3

+ Phương pháp thực nghiệm: Tổng hợp thử nghiệm keo U-F theo đơn

nấu lựa chọn và xác định , đánh giá các tính chất của keo sau khi nấu.

1.3. Lược sử về keo dán

Keo dán là khái niệm đã có từ rất lâu khoảng 1500 năm trước công

nguyên, cùng với sự phát triển của sản xuất keo dán phát triển rất nhanh, từ

lúc chỉ biết dùng nhựa cây, keo tinh bột tới nay người ta đã sản xuất và sử

dụng hàng ngàn loại keo dán trong nhiều lĩnh vực, như công nghiệp chế biến

gỗ, xây dựng, y học, ...

Keo dán gỗ là một nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chế biến

gỗ hiện đại để tạo nên nhiều loại vật liệu mới như: ván dán, ván dăm, ván sợi,

ván ghép thanh, ... góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ.

Keo dán là một trong những nguyên liệu quan trọng tới giá thành của

sản phẩm trong sản xuất ván nhân tạo nói riêng và trong ngành chế biến gỗ

nói chung. Trong sản xuất ván nhân tạo thì vai trò của keo dán là rất lớn.

Keo U-F được phát hiện lần đầu tiên khi nhà bác học Đức HOLZER đã

nghiên cứu thành công phản ứng giữa Urea với Formaldehyde vào năm 1884.

Sau đó KGOLDCHMI đã công bố nghiên cứu phản ứng giữa Urea với

Formaldehyde với tỷ lệ mol khác nhau. Tiếp theo đó VANLAUER dã chỉ ra

cấu trúc sản phẩm phản ứng giữa Urea với Formaldehyde trong môi trường

acid với sự hình thành các metylol ure. Năm 1920, U-F được sản xuất trên

quy mô công nghiệp trên cơ sở sáng chế công bố năm 1918 của H.JOHN. Tuy

nhiên, việc nghiên cứu ảnh hưởng của pH, tỷ lệ mol các chất phản ứng, nhiệt

độ ... được tiến hành trong thới gian 1920-1924, các vật liệu ép trên cơ sở U-F

được sản xuất ở Đức năm 1931, ở Anh và ở Mỹ năm 1938.

4

1.4. Thực trạng nền công nghiệp sản xuất keo dán gỗ tại Việt Nam.

1.4.1. Nguồn cung cấp cho thị trường.

Hiện nay keo dán gỗ được cung cấp bởi 3 nguồn chính:

+ Tự sản xuất: Số lượng rất ít, dưới 20%, không được cơ quan nào

kiểm định chất lượng. Không có khả năng kiểm soát về chủng loại, chất

lượng, số lượng, mức độ độc hại, cường độ dán dính, ...

Hiện nay các cơ sở sản xuất keo chủ yếu còn nhỏ lẻ, thiết bị tự chế tạo,

khả năng khống chế khó khăn, không chủ động được kỹ thuật. Mặt khác,

nguồn hoá chất không ổn định, không có trình độ chuyên môn làm cho keo tự

sản xuất có chất lượng không đảm bảo, tuy nhiên lại có giá thành rẻ và dồi

dào.

+ Nhập khẩu: Keo nhập khẩu chiếm khoảng 10%, có chất lượng tốt.

Được nhập chủ yếu theo 2 nguồn: chính ngạch (được nhà nước kiêm

tra, kiểm định chất lượng) và nhập lậu. Keo nhập khẩu thường có giá thành

cao, nguồn cung cấp không ổn định.

+ Keo liên doanh: là keo được sản xuất dưới hình thức liên doanh với

các hãng sản xuất lớn. Do nước ngoài là chủ yếu, chất lượng keo tốt, ổn định.

Nguồn cung cấp tương đối ổn định, giá thành cao.

1.4.2. Xu hướng phát triển

- Phải có các cơ sở sản xuất keo hiện đại cho các doanh nghiệp, cơ sở

sản xuất ván nhân tạo có năng suất lớn.

- Xu hướng phát triển cần phải có 1 tiêu chuẩn chính thống để đánh

giá chất lượng của keo.

- Cần phát triển một cách toàn diện vì nguồn nguyên liệu nhiều (động

vật, thực vật, vô cơ, hữu cơ, ...), vật dán đa dạng, yêu cầu của mỗi loại vật dán

là khác nhau.

5

- Xây dựng đội ngũ công nhân lành nghề, có kỹ thuật chuyên môn cao.

- Sử dụng keo hợp lý, hiệu quả.

1.5. Tìm hiểu về keo U-F

Keo U-F là một loại keo nhiệt rắn được sử dụng phổ biến trong các

ngành công nghiệp, đặc biệt là sử dụng để sản xuất ván dăm, các loại ván

nhân tạo khác từ gỗ.

Ưu điểm: Thời gian đóng rắn nhanh ở 15 – 2200C, tạo dung dịch với

nước trước khi đóng rắn, giá thành rẻ, dễ sử dụng, khả năng dán dính tương

đối cao. Bằng cách cho thêm chất phụ gia vào sẽ điều chỉnh được tốc độ đóng

rắn theo ý muốn. Keo U-F đang chiếm một thị phần rất lớn của các doanh

nghiệp tại Việt Nam và các nước trên thế giới vì loại keo này có những ưu

điểm đồng thời rất phù hợp với điều kiện kinh tế của hầu hết các nước, đặc

biệt là các nước đang phát triển như nước ta hiện nay.

Nhược điểm: Một trong những nhược điểm của keo U-F là vấn đề phát

tán Formaldehyde ngay trong quá trình tạo ván cũng như trong quá trình sử

dụng.

Nguyên liệu chủ yếu để tổng hợp keo là Urea và Formaldehyde, và một

số nguyên liệu phụ trợ khác như: NH4Cl, NaOH, (CH2)6N4, ...