Nghiên Cứu Xác Định Trị Số Áp Suất Ép Hợp Lý Khi Dán Dính Gỗ Keo Lai Sử Dụng Chất Kết Dính Epi 1980 1993 Và Epi 1985 1993

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của loài người. Các nguồn

nguyên liệu phục vụ cho cuộc sống và sinh hoạt của con người ngày càng

khan hiếm và dần cạn kiệt. Nguồn nguyên liệu gỗ cũng vậy gỗ tự nhiên ngày

càng khan hiếm. Vì vậy chúng ta phải tìm ra những sản phẩm mới để thay thế

cho gỗ tự nhiên.

Một trong những vấn đề được quan tâm hiện nay là tìm kiếm nguồn

nguyên liệu và sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu đã có. Để làm được điều

đó thì chỉ có ngành sản xuất ván nhân tạo với loại hình như: ván dán, ván

dăm, ván sợi, ván ghép thanh...

Ngành sản xuất ván nhân tạo ngày càng phát triển và tạo ra được

nhiều loại sản phẩm mới có chất lượng tốt không kém gì sản phẩm tạo ra từ

gỗ tự nhiên, chủ yếu nguồn nguyên liệu là từ các loại cây rừng trồng mọc

nhanh. Loại cây này vừa có tác dụng phủ xanh đồi trọc lại vừa cho hiệu quả

kinh tế cao. Tạo điều kiện công ăn việc làm và giải quyết các vấn đề kinh tế

cho người dân vùng nguyên liệu gỗ.

Ván nhân tạo là sự kết hợp giữa vật dán và keo dán dưới tác dụng của

áp suất ép để tạo ra mối liên kết gỗ-keo-gỗ. Về vật dán, trong những năm gần

đây gỗ Keo Lai với ưu điểm là gỗ trồng mọc nhanh, có các tính chất cấu tạo

phù hợp với ngành sản xuất ván nhân tạo, đã và đang được sử dụng làm

nguồn nguyên liệu chủ yếu.

Trong quá trình dán dinh có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng

dán dính như: Nguyên liệu gỗ (loại gỗ, khối lượng thể tích, độ ẩm gỗ, chất

lượng, bề mặt…), chất kết dính bao gồm: loại keo, lượng keo tráng, các thông

số kỹ thuật của keo…

Các thông số chế độ ép: nhiệt độ ép, áp suất ép, thời gian ép

Trong các yếu tố ảnh hưởng trên thì áp suất ép là một trong những

nhân tố quan trọng. Vì áp suất ép có vai trò quan trọng, nó có tác dụng làm

2

tăng tiếp xúc giữa các bề mặt vật dán, dàn trải đều keo trên bề mặt vật dán,

khắc phục một phần hiện tượng cong vênh, mấp mô của bề mặt vật dán. Áp

suất ép hợp lý sẽ có tác dụng dàn trải màng keo đồng đều và liên tục, loại bỏ

các túi khí, bọt khí trong mối dán. Mỗi loại gỗ và mỗi loại keo nhất định thì

cần ép với một giá trị ép hợp lý khác nhau, do đó, cần phải nghiên cứu ảnh

hưởng của áp suất ép để tìm ra được trị số hợp lý cho mỗi loại gỗ và cho mỗi

loại keo khác nhau.

Được sự đồng ý của Khoa chế biến lâm sản – Trường Đại hoc Lâm

Nghiệp tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định trị số áp suất

ép hợp lý khi dán dính gỗ Keo Lai sử dụng chất kết dính EPI 1980/1993

và EPI 1985/1993”.

3

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1. Lịch sử nghiên cứu

Để có được những cơ sở khoa học đưa vào sản xuất, nhằm nâng cao

năng suất và chất lượng sản phẩm, từ đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu

trong nước. Là một trong những cơ sở nghiên cứu đầu ngành, trường Đại Học

Lâm Nghiệp cũng có rất nhiều công trình nghiên cứu về ván nhân tạo

Đối với nghiên cứu về áp suất ép trong sản xuất ván nhân tạo có một số

công trình sau:

- Đề tài TS kỹ thuật “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván

ghép thanh từ gỗ Keo tai tượng” của tác giả Phạm Văn Chương, 2001. Đây là

một công trình nghiên cứu rất tổng quát, giải quyết những vấn đề liên quan

đến sản xuất ván ghép thanh trong đó có áp suất ép.

- Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưỏng của áp suất ép tới tính chất của ván

hỗn hợp tre - gỗ”- Đỗ Văn Nhàn, 2004. Với áp suất 16 kgf/m2

. Ván có thể đáp

ứng được mọi yêu cầu cơ bản của ván sử dụng trong đồ mộc cũng như trong

xây dựng. Điều này có ý nghĩa khi mà các làng nghề đan lát phát triển mạnh

mẽ, tận dụng được phế liệu Tre - Luồng từ các làng nghề.

- Đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép tới khả năng dán dính

một số vật liệu gỗ sử dụng chất kết dính Synteko” - Đỗ Vũ Thắng , ĐHLN

2008.

Tác giả tìm ra áp suất ép hợp lí đối với một số loại gỗ keo như sau:

- Keo tai tượng : 0,6-0,8 (Mpa)

- Keo lai : 0,8-1,0 (Mpa)

- Đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất ép đến chất lượng ván

dạng Glulem (glue Lami Nated Timber) sản xuất từ gỗ keo tai tượng” –

Nguyễn Trường Tú, ĐHLN 2009.

4

- Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất ép tới khả năng dán dính

của gỗ Bạch Đàn sử dụng chất kết dính EPI 1911/199 và PVAc” – Nguyễn

Thị Mơ, ĐHLN 2009.

Cưòng độ kéo trượt màng keo ta thấy áp suất tăng thì cường độ kéo

trượt tăng.

Đối với kết quả thử bong tách màng keo ta thấy rằng khi áp suất tăng

bong tách giảm qua cả hai loại keo.

EPI có chất lượng tốt hơn keo PVAc

Miền trị số hợp lý : PVAc : P=(1,2-1,4) Mpa

EPI (1911/1999) : P=(1-1,2) MPa

Với những đề tài trên đã thực hiện với loại gỗ và chất kết dính khác

nhau. Keo EPI là loại keo mới chưa có đề tài nào nghiên cứu về loại keo này

và gỗ Keo Lai. Chính vì vậy tôi tiến hành làm đề tài: “Nghiên cứu xác định

trị số áp suất ép hợp lý khi dán dính gỗ Keo Lai sử dụng chất kết dính

EPI 1980/1993 và EPI 1985/1993”.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.

Xác định được độ bền dán dính của gỗ Keo Lai với hai loại chất kết dính

EPI 1980/1993 và EPI 1985/1993 khi thay đổi trị số áp suất ép, từ đó đề xuất

trị số áp suất ép hợp lý.

1.3. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu.

- Nguyên liệu gỗ: Keo Lai (Acacia mangium x auriculiformis)

- Chất kết dính: Keo EPI 1980/1993 và EPI 1985/1993 do hãng Casco

Nobel cung cấp.

- Điều kiện nghiên cứu tại Trường Đại Học Lâm Nghiệp.

1.4. Nội dung về vấn đề nghiên cứu:

- Phân tích nguyên liệu gỗ keo lai

- Tìm hiểu một số tính chất kỹ thuật, công nghệ của keo EPI 1980/1993 và

keo EPI 1985/1993

- Lựa chọn khoảng trị số áp suất ép để thực nghiệm khảo sát

- Kiểm tra độ bền dán dính của màng keo

5

- Xử lý số liệu, viết báo cáo

1.5. Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu về nguyên liệu gỗ, keo

- Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu về ảnh hưởng của áp suất đến chất

lượng dán dính của gỗ Keo Lai khi sử dụng keo EPI 1980/1993 và EPI

1985/1993.

- Phương pháp thực nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đến

cường độ kéo trượt màng keo và cường độ bong tách màng keo.

1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Tôi mong muốn kết quả thu được của đề tài có thể sử dụng làm số liệu

tham khảo cho các cơ sở nghiên cứu và sản xuất khi sử dụng keo EPI

1980/1993 và EPI 1985/1993 làm chất kết dính từ gỗ Keo Lai.

6

Chương 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

2.1. Nguyên lý dán dính

Qua tìm hiểu tài liệu bài giảng công nghệ sản xuất ván nhân tạo do

thầy giáo Phạm Văn Chương và thầy giáo Nguyễn Văn Thuận (biên soạn

1993) ta thấy:

Để giải thích bản chất của quá trình dán dính, người ta đưa ra nhiều lý

thuyết để giải thích. Trước đây người ta giải thích quá trình này như một sự

kết hợp cơ giới của vật chất; khi dung dịch keo chui vào các lổ hổng của bề

mặt vật dán và rắn lại thành các đinh keo, chúng đóng vai trò là các mối liên

kết. Song, trong thực tế thì các mặt dán nhẵn có khả năng dán dính tốt hơn các

mặt dán xù xì, thô giáp. Lý thuyết đó không đủ cơ sở để giải thích các hiện

tưọng trong quá trình liên kết bằng keo dán. Ngày nay người ta giải thích hiện

tượng dán dính dựa vào các lực liên kết của chúng xuất phát từ các nguyên

nhân sau:

- Nguyên nhân hấp thụ

- Nguyên nhân dính kết

- Nguyên nhân thấm ướt

* Hiện tượng hấp phụ: Là kết quả của ba loại liên kết giữa hai loại vật

chất khác nhau.

Hiện nay, dán dính được giải thích là có sự tham gia của ba lực liên

kết:

- Lực liên kết cơ học:

+ Liên kết đinh keo: Là do sự ăn khớp của đinh keo với bề mặt nhám

của vật dán, trong quá trình dán dính của keo sẽ chui vào các khe hở của vật

dán tạo thành các đinh keo để tăng lực bám đinh của keo và vật dán

+ Lực hấp dẫn: Là do hai vật thể có khối lượng và có một khoảng cách

nhất định.

- Lực liên kết vật lý:

7

Lực liên kết giữa các pha rắn, lỏng, môi trường: hiện tượng dính kết là

kết quả tổng hợp các lực do sức căng bề mặt khi một dung dịch tiếp xúc với

một vật rắn qua các pha: Pha rắn - pha lỏng, pha lỏng - môi trường, pha rắn -

môi trường.

Lực tĩnh điện: Là lực liên kết tĩnh điện khi các phần tử có cực, có

khoảng cách gần đủ. Đây chính là sự sắp xếp lại các phân tử có cực.

- Liên kết hoá học

Độ bền của mối liên kết hoá học phụ thuộc vào việc tạo ra những liên

kết hoá học giữa các chất dán dính và vật liệu dán dính. Các liên kết hoá học

ở đây chủ yếu dựa vào cầu nối là: -CH2-; -CH2-O-CH2-;

* Hiện tượng dính kết: Là kết quả tổng hợp các lực do sức căng bề mặt

khi một dung dịch tiếp xúc với vật rắn qua các pha tiếp xúc: Chất rắn - Môi

trường (R-M), Chất lỏng - Môi trường (L-M), Chất rắn - Chất lỏng (R-L).

Các lực được phân chia theo công thức:

Ta có: RL-M*Cosa = FR-M – FL-R

Qua giá trị góc tiếp xúc



người ta biết được khả năng tráng chất lỏng

lên bề mặt vật dán nó phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Vì vậy muốn

tráng keo đều lên bề mặt vật dán cần có độ nhớt thích hợp.

* Hiện tượng thấm ướt: Đó là hiện tượng chất lỏng chui vào các lỗ

hổng của chất rắn. Khả năng thấn ướt phụ thuộc vào đường kính, số lượng lỗ

hổng, độ sâu của lỗ hổng, và độ nhớt của chất lỏng. Khi chất lỏng chui vào lỗ

hổng thì các hiện tượng hấp phụ, dính kết cũng xảy ra ngay trong lỗ hổng.

Trong thực tế cho thấy cường độ dán dính không phụ thuộc vào độ thấm sâu

của keo vào gỗ mà khả năng dán dính tốt nhất là khi bề mặt vật dán nhẵn

tuyệt đối và màng keo mỏng, đều và liên tục. Quá trình liên kết bằng keo dán

là một quá trình lí hoá phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều loại yếu tố: nhiệt

độ, độ ẩm...