Nghiên cứu nâng cao chất lượng gỗ bồ đề (styrax tonkinensis) từ nhựa urea formaldehyde

Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng khối lượng của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề .... Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng thể tích của mẫu compoz

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM THỊ THẢO

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GỖ BỒ ĐỀ

(STYRAX TONKINENSIS) TỪ NHỰA UREA FORMALDEHYDE (UF)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp

Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Thái

Thái Nguyên, năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu là quá trình nghiên cứu thực nghiệm hoàn toàn trung thực, chưa công bố trên các tài liệu, nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, ngày…… tháng…… năm 2018

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

Đồng ý cho bảo vệ kết quả trước

Hội đồng khoa học

TS Nguyễn Văn Thái

Người viết cam đoan

Phạm Thị Thảo

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên đã sửa sai sót sau khi hội đồng

chấm yêu cầu

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã dần kết thúc và giờ đây sinh viên chúng tôi được tiến hành thực hiện khoá luận tốt nghiệp Đại học, việc này giúp sinh viên chúng tôi củng cố lại kiến thức đã và đang được học ở nhà trường và biết vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Từ đó mỗi sinh viên khi ra trường sẽ có nhiều kinh nghiệm phục vụ cho việc hoàn thiện hơn kiến thức lí luận và nâng cao trình độ chuyên môn, phương pháp làm việc, thái độ và năng lực công tác khi ra trường

Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp và sự hướng dẫn trực tiếp của

thầy giáo TS Nguyễn Văn Thái tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên

cứu nâng cao chất lượng gỗ bồ đề (Styrax Tonkinensis) từ nhựa Urea Formaldehyde ”

Trong thời gian thực hiện đề tài đã mang lại cho tôi rất nhiều kinh nghiệm thực tế quý báu trong học tập cũng như trong xã hội, để có thể xây dựng được một đề tài với những luận điểm, luận cứ vững trắc và đáng tin cậy cần rất nhiều công sức đầu tư với sự chuẩn bị chu đáo và kĩ càng

Để đề tài có kết quả như ngày hôm nay tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, đã tạo mọi diều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu, sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và sự giúp đỡ của gia đình, bận bè để tôi hoàn thành

đề tài này

Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Thái và thầy giáo đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Do trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế do vậy khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp để khóa luận này được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên Phạm Thị Thảo

cấp thời gian khác nhau 37 Bảng 4.5 Bảng tồng hợp của áp suất và thời gian tẩm UF đến một số tính chất

vật lý của compozit từ gỗ Bồ đề 39

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Ảnh mẫu gỗ thí nghiệm 17

Hình 3.2 Ảnh mẫu Urea formaldehyde 17

Hình 3.3 Ảnh tủ sấy gỗ 18

Hình 3.4 Máy áp lực 18

Hình 3.5 Mẫu gỗ được đưa vào sấy 19

Hình 3.6 Ảnh tiến hành cân mẫu 19

Hình 3.7 Ảnh tiến hành đo mẫu 19

Hình 3.8 Đánh kí hiệu mẫu gỗ 20

Hình 3.9 Tiến hành ngâm 21

Hình 3.10 Tiến hành gia tăng áp lực 21

Hình 3.11 Sấy compozit giai đoạn 3 22

Hình 4.1 Ảnh mẫu compozit được ngâm trong nước 33

Hình 4.2 Ảnh mẫu gỗ đối chứng 36

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1: Độ tăng khối lượng của mẫu compozits ở các cấp áp suất và các

cấp thời gian khác nhau 28 Biểu đồ 4.2 Độ tăng thể tích của mẫu compozit với các cấp áp lực và các cấp

thời gian khác nhau 31 Biểu đồ 4.3 Độ hút nước của mẫu compozit với các cấp áp lực và các cấp

thời gian khác nhau 34 Biểu đồ 4.4 Độ trương nở thể tích của mẫu compozit với các cấp áp lực và

các cấp thời gian khác nhau 37

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Stt Từ

1 a0 Kích thước chiều dài của mẫu gỗ khô kiệt

2 a1 Kích thước chiều dài của mẫu compozit

3 b0 Kích thước chiều rộng của mẫu gỗ khô kiệt

4 b1 Kích thước chiều rộng của mẫu compozit

5 c0 Tích số của chiều tiếp tuyến và xuyên tâm của mẫu gỗ khô kiệt

6 c1 Tích số của chiều tiếp tuyến và xuyên tâm của mẫu compozit

7 h0 Kích thước chiều cao của mẫu gỗ khô kiệt

8 h1 Kích thước chiều cao của mẫu compozit

9 m1 Khối lượng mẫu compozit khô kiệt trước khi ngâm nước

10 m2 Khối lượng mẫu compozit sau khi ngâm nước

11 mo Khối lượng mẫu gỗ khô kiệt

13 Stt Số thứ tự

15 UF Urea Formaldehyde

16 V0 Thể tích của mẫu gỗ khô kiệt

17 V1 Thể tích của mẫu compozit

18 VPG Độ tăng thể tích

19 VS Độ trương thể tích

20 WA Độ hút nước

21 WPG Độ tăng khối lượng

22 x0 Kích thước chiều tiếp tuyến của mẫu gỗ khô kiệt

23 x1 Kích thước chiều tiếp tuyến của mẫu compozit

24 y0 Kích thước chiều xuyên tâm của mẫu gỗ khô kiệt

25 y1 Kích thước chiều xuyên tâm của mẫu compozit

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BIỂU ĐỒ v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

MỤC LỤC vii

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài 2

1.2.1 Mục tiêu 2

1.2.2 Ý nghĩa của đề tài 2

Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

2.1 Cơ sở khoa học 4

2.1.1 Vai trò của việc nâng cao chất lượng gỗ 4

2.1.2 Các phương pháp biến tính nâng cao chất lượng gỗ 5

2.1.3 Tổng quan về nhựa Urea formaldehyde và nguyên liệu gỗ Bồ đề 6

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới 10

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 10

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 11

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 16

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 16

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 16

3.2.1 Địa điểm 16

3.2.2 Thời gian nghiên cứu 16

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 16

3.3.1.Nội dung nghiên cứu 16

3.3.2.Phương pháp nghiên cứu 17

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng khối lượng của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề 27

4.2 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng thể tích của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề 29

4.3 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ hút nước của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề 32

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

5.1 Kết luận 40

5.2 Kiến nghị 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Cây Bồ đề (Styrax tonkinensis) phân bố tự nhiên ở một số quốc gia như

Việt Nam, Lào, Thái Lan, Indonesia Tại Việt Nam, Bồ đề phân bố từ Nghệ

An, Hà Tĩnh trở ra, vùng phân bố nhiều nhất là dọc thung lũng sông Lô, sông Chảy, sông Hồng và tiếp đến là Bắc Giang, Thái Nguyên, Hoà Bình Cây Bồ

đề sinh trưởng nhanh Gỗ Bồ đề có ưu điểm như: màu sáng, thớ thẳng và mịn,

gỗ mềm, nhẹ, dễ gia công cắt gọt Tuy nhiên, do sinh trưởng nhanh, gỗ thường được khai thác sớm, do đó tỉ lệ gỗ tuổi non cao, độ bền cơ học thấp,

độ ổn định kích thước kém và không đồng đều gây khó khăn cho gia công chế biến Vì vậy, hiện tại gỗ Bồ đề mới chỉ được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất ván dán và bột giấy Điều này đã làm hạn chế phạm vi sử dụng loài gỗ này

Những năm gần đây, với sự phát triển của nhiều công nghệ cao để tạo sản phẩm mới từ gỗ rừng trồng như: sản xuất ván ghép thanh, gỗ ghép khối (Glulam) làm nguyên liệu sản xuất các cấu kiện xây dựng dùng ở điều kiện tiếp xúc với môi trường ngoài trời Với các ứng dụng này, gỗ nguyên liệu cần được xử lý với nhiều loại hoá chất nhằm chống lại tác động của sinh vật hại gỗ và nâng cao chất lượng gỗ Trước đây, một trong những loại hợp chất như CCA (chromated copper arsenate) được sử dụng rất phổ biến Nhưng do các vấn đề liên quan đến môi trường nên hiện tại nhiều công nghệ đã áp dụng các loại hợp chất khác như ACQ (alkaline copper quaternary) và CuAZ (copper azoles) Gỗ được xử lý bằng các loại hợp chất này về cơ bản đáp ứng được yêu cầu chống lại sinh vật hại gỗ, nâng cao chất lượng gỗ, nhưng khả năng dán dính của chúng đều giảm đáng kể

Bên cạnh đó, với giải pháp ngâm tẩm nhựa nhiệt rắn (Phenol

formaldehyde hoặc Urea formaldehyde) vào gỗ nguyên khối để tạo vật liệu compozit, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra, vật liệu compozit được tạo ra từ gỗ và dung dịch nhựa gốc phenolic có thể cải thiện được các tính chất của gỗ như:

độ bền cơ học, độ ổn định kích thước cũng như khả năng chống sinh vật phá hại

Tuy nhiên, cho đến thời điểm hiện tại rất ít công trình nghiên cứu công

bố việc tạo vật liệu compozit từ gỗ Bồ đề và nhựa gốc phenolic đề tài này sẽ trình bày một số tính chất vật lý của compozit tạo ra từ gỗ Bồ đề và nhựa

Urea formaldehyde (UF) Vì vậy tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ngiên cứu

nâng cao chất lượng gỗ bồ đề (Styrax Tonkinensis) từ keo urea formaldehyde (UF)” Để nghiên cứu một số tính chất vật lý của compozit

tạo ra từ gỗ Bồ đề và nhựa Urea formaldehyde (UF) với các cấp gia tăng áp lực khác nhau sử dụng nhựa khác nhau

1.2 Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài

1.2.2 Ý nghĩa của đề tài

1.2.2.1 Ý nghĩa nghiên cứu khoa học

- Đề tài là cơ sở khoa học quan trọng trong việc nâng cao chất lượng gỗ rừng trồng nói chung và gỗ bồ đề nói riêng

- Đề tài sẽ cung cấp một cơ sở khoa học trong việc nâng cao chất lượng gỗ

1.2.2.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

- Nâng cao được chất lượng gỗ bồ đề phục vụ cho sản xuất chế biến gỗ

- Tăng thêm nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ gỗ bồ đề trong công nghệ sản xuất đồ gia dụng, đồ nội thất

- Khả năng ứng dụng của nhựa urea formaldehyde trong việc nâng cao tính chất gỗ

Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học

2.1.1 Vai trò của việc nâng cao chất lượng gỗ

Gỗ là nguồn tài nguyên quan trọng trong cuộc sống của con người Hiện nay, do nhiều nguyên nhân khác nhau, rừng tự nhiên suy giảm cả về diện tích

và trữ lượng Khả năng đáp ứng nguyên liệu gỗ cho các nhu cầu của xã hội sẽ không đủ Rừng trồng của nước ta với các loại cây mọc nhanh được tập trung phát triển trong một vài thập niên trở lại đây đã và đang trở thành nguồn cung

cấp nguyên liệu gỗ chính cho các nhu cầu sử dụng của xã hội

Trong quá trình sử dụng, gỗ luôn chịu tác động tổng hợp của các yếu tố sinh vật (mối, mọt, nấm mục ) và phi sinh vật (nhiệt độ, độ ẩm ) làm cho bị nứt, cong vênh hoặc bị phá hủy Đối với gỗ mọc nhanh rừng trồng, các tính chất gỗ thường kém hơn các loại gỗ quý rừng tự nhiên Do đó việc nghiên cứu

áp dụng các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao tính chất gỗ đáp ứng nhu cầu

sử dụng là rất cần thiết

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm gỗ, gỗ rừng trồng đang được đặc biệt quan tâm để đáp ứng nhu cầu gỗ trong tương lai Do rừng trồng có tốc độ sinh trưởng nhanh, gỗ rừng trồng thường có khối lượng thể tích thấp, cơ tính và độ bền tự nhiên không cao

Bởi vậy biến tính gỗ hóa học đã được phát triển như một phương pháp tiên tiến để cải thiện những bất lợi này Biến tính hóa học của gỗ có thể được định nghĩa như một quá trình liên kết một hóa chất phản ứng với một phần phản ứng của polyme vách tế bào gỗ Quá trình này có thể là ngâm tẩm hóa chất, sơn phủ, polyme hóa hay xử lý nhiệt

Gỗ có thể được biến tính hóa học để cải thiện khả năng chịu nước, ổn định kích thước, chống chịu axit hay bazơ, chống chịu bức xạ siêu tím, phá

hủy bởi sinh học, và phân hủy nhiệt Gỗ cũng có thể được xử lý hóa học, sau

đó được nén ép để cải thiện ổn định kích thước và tăng độ cứng

2.1.2 Các phương pháp biến tính nâng cao chất lượng gỗ

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm gỗ, gỗ rừng trồng đang được đặc biệt quan tâm để đáp ứng nhu cầu gỗ trong tương lai Do rừng trồng có tốc độ sinh trưởng nhanh, gỗ rừng trồng thường có khối lượng thể tích thấp, cơ tính và độ bền tự nhiên không cao

Gỗ có thể được biến tính để cải thiện khả năng chịu nước, ổn định kích thước, chống chịu axit hay ba zơ, chống chịu bức xạ siêu tím, phá hủy bởi sinh học, và phân hủy nhiệt Gỗ cũng có thể được xử lý hóa học, sau đó được nén ép để cải thiện ổn định kích thước và tăng độ cứng

Do đó người ta thường sử dụng biến tính hóa học để nâng cao chất lượng gỗ Biến tính hóa học của gỗ có thể được định nghĩa như một quá trình liên kết một hóa chất phản ứng với một phần phản ứng của polyme vách tế bào gỗ Quá trình này có thể là ngâm tẩm hóa chất, sơn phủ, polyme hóa hay xử lý nhiệt: [12]

Gỗ có thể giảm khả năng trương nở và co rút khi tiếp xúc với nước nếu được xử lý với các hóa chất chịu nước Gỗ có thể được ngâm tẩm trong những hóa chất đó ở dạng dung dịch với nước hay trong dung môi, nhờ đó những hóa chất có thể liên kết với các polyme trên vách tế bào gỗ Những xử lý như vậy cũng làm giảm mức độ thay đổi kích thước gỗ trong điều kiện môi trường

ẩm, ngay cả trong một thời gian dài

Các loại sơn, dầu, chất tráng phủ, giấy ép plastic có thể làm chậm khả năng hút ẩm của gỗ, nhưng ít có khả năng ổn định được kích thước gỗ khi tiếp xúc thường xuyên và lâu dài với môi trường ẩm

Sự ổn định vĩnh viễn kích thước gỗ là cần thiết trong những điều kiện ứng dụng nhất định Điều này có thể thực hiện được bởi việc đẩy một tác nhân nở (bulking agent) vào giữa cấu trúc dãn nở của các sợi gỗ Những tác nhân nở đã được thương mại hóa là những hệ thống định hình nhựa phenol formaldehyde nhiệt rắn và có thể hòa tan tốt trong nước Cho đến nay không hề có nhựa nhiệt dẻo nào có khả năng ổn định kích thước gỗ một cách hiệu quả

Các hóa chất có thể được thấm sâu vào gỗ nhờ sự trợ giúp của môi trường chân không và áp lực Trước hết, chân không có tác dụng loại bỏ không khí trong gỗ để tạo các khoảng trống cho các hóa chất bảo quản, sau đó với sự trợ giúp của áp lực cao để đẩy sâu vào trong gỗ

Gỗ được xử lý với nhựa nhiệt rắn, thấm vào sợi gỗ và được nhiệt phản ứng trong điều kiện không nén ép được gọi là gỗ biến tính hóa nhiệt Trong công nghệ này, gỗ đã tẩm nhựa được sấy khô ở nhiệt độ trung bình để loại bỏ nước, sau đó được gia nhiệt phản ứng để đóng rắn nhựa

2.1.3 Tổng quan về nhựa Urea formaldehyde và nguyên liệu gỗ Bồ đề

2.1.3.1 Nhựa Urea formaldehyde (UF)

Nhựa ure formaldehyde là một loại keo được tổng hợp từ: ure và aldehyde formide Ure thì chắc ai cũng biết (nó là một loại H2N-CO-NH2) vì

nó dùng để làm phân bón Còn Formaldehyhyde là HCHO, nó tồn tại chủ yếu

là dạng dung dịch 37 - 40% (formalin) [10]

Phản ứng tạo keo có 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: tạo oligomer (phân tử lượng nhỏ) > tan trong nước

+ Ban đầu là phản ứng ở môi trường kiềm:

+ Đa tụ các oligome: Phản ứng xảy ra trong môi trường axit yếu

- Giai đoạn 2: là kết tụ hay nối dài mạch làm M tăng lên và dung dịch

keo trở nên đặc lại

Nếu phản ứng quá lâu, M lớn thì keo sẽ rất khó tan trong nước (và các dung môi khác), thậm chí kết rắn luôn Khi UF đã không tan thì khó có thể làm nó tan vì phản ứng cắt mạch khó xảy ra hơn

UF có rất nhiều ứng dụng: keo ván ép, sơn, chất kết dính, chất làm cứng vải

Gần đây người ta còn biến tính UF bằng melamine để tăng tính chất và còn nhiều hướng mới nữa

Keo Urea formandehit (UF): được ứng dụng rộng rãi để tạo ra nhiều

sản phẩm trong ngành công nghiệp sản xuất ván gỗ, ván nhân tạo do có thời gian đóng rắn nhanh ở mọi nhiệt độ, tạo dung dịch với nước trước khi đóng rắn, có độ bám dính cao và có giá thành tương đối thấp so với các loại keo tổng hợp khác [11]

Tuy nhiên, do có nhược điểm là chịu nước kém, có độ bền cơ học không cao nên việc sử dụng có rất nhiều hạn chế, đặc biệt là trong một nước có độ

ẩm cao như nước ta Một trong những phương pháp để khắc phục nhược điểm

ở trên của keo UF là biến tính nó bằng melamin Kết quả của sự biến tính này

là nhằm tạo cho sản phẩm sau khi đóng rắn có nhiều liên kết ngang sẽ làm tăng độ bền nước, độ bền cơ học và khả năng bám dính của keo [11]

2.1.3.2 Nguyên liệu gỗ Bồ đề

a) Đặc điểm hình thái

Cây gỗ Bồ đề trung bình, cao 18-20m, có thể trên 20m, đường kính ngang ngực 20-25cm Thân cây màu trắng, tương đối tròn, vỏ mỏng Tán cây mỏng và thưa Rễ cọc phát triển yếu, ngược lại hệ rễ bàng phát triển mạnh và tập trung trên 80% ở tầng đất mặt 0-20cm, do vậy độ phì tầng đất mặt có ý nghĩa rất lớn đối với sự phát triển của Bồ đề

b) Đặc điểm sinh thái

Bồ đề là loài cây đặc hữu, mọc phổ biến ở miền Bắc trong rừng lá rộng thường xanh bị phá tán hoặc rừng gỗ xen Tre, Vầu, Nứa Phân bố tương đối rộng ở nhiều vùng thuộc miền núi phía Tây Bắc, Việt Bắc xuống đến miền Tây Thanh Hóa và còn lác đác tới biên giới Nghệ An – Lào Thường gặp nhiều nhất ở Yên Bái, Tuyên Quang, Phú Thọ, song cũng có mặt ở Lạng Sơn, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Cao Bằng, Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, dọc theo phần trên của các lưu vực sông Hồng, sông Lô, sông Đà, sông Mã Bồ đề được trồng ở vùng Trung tâm Bắc Bộ nhiều năm nay [9]

Bồ đề thường mọc tự nhiên sau nương rẫy hoặc sau lúc rừng vừa mới bị phá để phơi đất trống, đất còn tốt, trên hầu hết các đất khác nhau về đá mẹ, trừ đất đá vôi Ở đó, Bồ đề mọc thuần loại hoặc xen lẫn với nứa, cây gỗ

Bồ đề là loài cây tiên phong, đòi hỏi nhiều ánh sáng, chịu rét tương đối khỏe, nhưng không chịu được nhiệt độ cao (nhất là cây non) và khô hạn Vì vậy chỉ thấy chúng có ở các vùng ẩm còn mang tính chất đất rừng rõ rệt Bồ

đề là loài cây mọc nhanh, chu kỳ khai thác ngắn 10-12 năm

Bồ đề có thời kỳ rụng hết lá, ngừng sinh trưởng vào khoảng từ tháng

11-12 đến tháng 1-2 năm sau Đặc điểm rụng lá, tán thưa thảm mục ít là các nhược điểm cơ bản của rừng Bồ đề để phòng hộ bảo vệ môi trường Có 2 loại

Bồ đề, loại nhiều nhựa mọc ở vùng cao, loại ít nhựa mọc ở vùng thấp là loại thường được trồng để lấy gỗ

Bồ đề thích hợp với nhiệt độ trung bình năm 19-23oC, lượng mưa

1500-2000 mm/năm, số tháng khô không quá 3 tháng, không bị ảnh hưởng của gió Lào và phơn khô nóng

Trồng thích hợp trên các loại đất feralit vàng, đỏ vùng đồi, núi thấp, có tầng phong hóa dày và thành phần cơ giới tương đối nặng phát triển trên các

đá mẹ gnai, phiến thạch mica, philit, trầm tích neogen, pocphiarit, phù sa cổ

Có thể mở rộng trồng trên đất feralit phát triển trên các đá mẹ riolit, acgilit, phiến thạch sét Cây mọc khỏe nơi đất sâu ẩm; không ưa đất đá vôi, đất đọng nước, đất bị glây; sinh trưởng kém nơi đất đã thoái hóa, đất cát và đất

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Manabendra Deka và C N Saikia (2000) đã nghiên cứu ảnh hưởng của

3 loại nhựa PF, MF (Melamine Formaldehyde), UF (Urea Formaldehyde) đến

độ ổn định kích thước của gỗ Gáo (Anthocephalus cadamba) Kết quả cho thấy, khi xử lý với nồng độ nhựa là 30%, ở nhiệt độ 90 - 100oC, áp suất 75 psi, độ tăng khối lượng (WPG) đạt khoảng 33 - 35%, độ ổn định kích thước của gỗ tăng lên 70,59% với nhựa PF, 68,23% với nhựa MF và 48,5% với nhựa UF Cũng với giá trị WPG này, hiệu quả chịu ẩm (MEE) của gỗ đã tăng lên 31 - 47% Độ ổn định kích thước của gỗ vẫn không đổi khi thử nghiệm lặp lại với mẫu gỗ ở các điều kiện ướt và khô Ngoài ra, khả năng chống mối (Odontotermis spp.) của gỗ sau xử lý tăng lên, độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi của gỗ cũng tăng lần lượt khoảng 12 - 20% và 5 - 12% khi WPG = 33 - 35% T Furuno và cộng sự (2003) đã nghiên cứu xử lý gỗ Liễu sam Nhật Bản (Cryptomeria japonica) bằng nhựa PF phân tử lượng thấp tổng hợp trong điều kiện trung tính và kiềm Kết quả thể hiện, độ ổn định kích thước của gỗ tăng lên đến 60% khi xử lý với nồng độ nhựa là 30% Gỗ sau khi xử lý với dung dịch có nồng độ 15% cho nhựa PF trung tính và 10% cho nhựa PF kiềm

đã có khả năng chống chịu được mục trắng và mục nâu Bằng phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) đã xác định được nhựa PF phân tử lượng thấp đã thấm vào vách tế bào gỗ, và làm cho cải thiện độ ổn định kích thước

và khả năng chống sinh vật hại gỗ [8]

D.D.Nicholas và A.D.Williams (1987) đã nghiên cứu biến tính gỗ Thông bằng dung dịch DMDHEU 45% trong dung môi nước, sử dụng các

muối kim loại và axit tartaric làm xúc tác, nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt

độ xử lý đến ASE; nhiệt độ xử lý thích hơp là 90-100˚C Gỗ xử lý có hệ số chống dãn nở đạt 60%, cường độ uốn tĩnh giảm so với gỗ không xử lý H Militz (1993) đã nghiên cứu xử lý gỗ Fagus silvatica L bởi nhựa dimethylol tan trong nước để cải thiện tính ổn định kích thước và độ bền của gỗ H Militz kết luận nhiệt độ xử lý tốt nhất nên lấy 100˚C, ở nhiệt độ thấp hơn hiệu quả xử lý về ổn định kích thước thu được không cao H Militz đã thử khả năng chống nấm mục của gỗ xử lý theo tiêu chuẩn EN 113 Sau 16 tuần thử nghiệm với Coriolus và Gloeophullum trabeum tổn hao khối lượng mẫu không xử lý trên 30%, còn mẫu gỗ xử lý DMDHEU nông độ 20% đều dưới 20% Sulaeman Yusuf (1996) đã nghiên cứu xử lý gỗ giác gỗ Sugi và Buna bơi DMDHEU, đã thử khả năng chống nấm mục của gỗ xử lý theo tiêu chuẩn

trắng Coriolus versicolor Yanni Sudiyani và đồng tác giả (1999) đã biến tính

gỗ Albizzia (Paraserianthes falcata Becker) và gỗ (Cryptomeria japonica D)

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu của Lý Tuấn Trường và Vũ Mạnh Tường (2016) về ảnh hưởng của thời gian sấy sau khi tẩm đơn thể nhựa PF vào gỗ Keo lai để tạo vật liệu compozit đã chỉ ra, thời gian sấy có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của vật liệu compozit Cụ thể, độ tăng khối lượng của mẫu compozit khoảng 14 - 15%, độ ẩm thăng bằng giảm 40%, độ hút nước giảm khoảng 37%, độ ổn định kích thước tăng khoảng 40 - 50% so với gỗ nguyên [6]

số tính chất của compozit từ gỗ Bồ đề (Styrax Tonkinensis) và nhựa Phenol

Formandehyde Bằng phương pháp tẩm áp lực-chân không với dung dịch

đề (Styrax Tonkinensis) và nhựa Phenol Formandehyde Kết quả cho thấy, nhựa PF đã tồn tại trong tế bào gỗ Bồ đề thông qua đánh giá độ tăng khối lượng (WPG) và độ tăng thể tích (VPG), kết quả xác định WPG và VPG lần lượt lên đến 41% và 6,65% Cùng với đó, vật liệu compozit tạo ra từ nghiên cứu có độ hút nước và độ trương nở thể tích giảm xuống đáng kể Độ hút nước giảm đến 40%, độ trương nở thể tích giảm đến 70% Từ đó có thể thấy, việc tạo vật liệu compozit từ gỗ Bồ đề và nhựa PF là phương pháp hiệu quả

để đạt mục tiêu nâng cao độ ổn định thể tích của gỗ Bồ đề Để có thêm cơ sở xác định vị trí tồn tại (trong vách tế bào hay trong các khoảng trống của gỗ) của nhựa PF trong gỗ cần tiến hành thêm các nghiên cứu về cấu trúc hiển vi

Vũ Huy Đạt (2008) và cộng tác viên đã xử lý gỗ Keo Lá Tràm, Keo Lai bằng DMDHEU nồng độ 20% cho phôi liệu kích thước 25mm, ván mỏng 1,5mm và 5mm, Phạm Văn Chương và cộng tác viên (2010) đã nghiên cứu biến tính gỗ Keo Lai, Bạch Đàn, Mỡ sử dụng DMDHEU nồng độ 30-40% làm ván sàn Trong nước, các kết quả nghiên cứu xử lý gỗ bằng DMDHEU đều cho thấy tính ổn định kích thước, độ bền với nấm mục của gỗ xử lý tăng nhưng các công trình nghiên cứu chưa nghiên cứu đến độ rửa trôi của của hóa chất gỗ xử lý, chưa đề cập đến sự khác biệt về tính chất gỗ xử lý không và có thử rửa trôi, chưa xem xét sự thay đổi cấu tạo, thành phần hóa học của gỗ xử lý, chưa xác định hàm lượng formaldehyde trong gỗ xử lý Mặt khác chưa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào đề cập đến việc nâng cao chất lượng gỗ Trám Trắng bằng phương pháp biến tính hóa học sử dụng hóa chất DMDHEU [13]

Luận án nghiên cứu về gỗ Trám Trắng bằng phương pháp biến tính cho

ra kết quả như sau: [13]

Quá trình gỗ luộc ở 70˚C làm giảm hàm lượng chất chiết xuất trong gỗ,

đặc biệt là các chất tan trong nước nóng (tinh bột, đường ), tăng khả năng thấm hóa chất vào gỗ Khi luộc gỗ ở nhiệt độ70˚C trong 4-16 giờ lượng dung dịch hóa chất DMDHEU nồng độ 30% thấm vào gỗ tăng 10,75% - 44,58% Khi được luộc khối lượng gỗ Trám Trắng giảm không nhiều, tính chất cơ học như độ bền nén dọc, độ bền nén ngang giảm không đáng kể, tỷ lệ cơ dãn nở của gỗ tăng Luộc gỗ ở nhiệt độ 70˚C là giải pháp có thể áp dụng trong công đoạn xử lý trước để tăng khả năng thấm hóa chất vào gỗ mà không làm ảnh hưởng nhiều đến tính chất gỗ so với khi không luộc

Quá trình xử lý gỗ Trám Trắng bởi DMDHEU cho gỗ xử lý có độ rửa

khối lượng chất xúc tác và DMDHEU là 5,5%, xử lý nhiệt ở nhiệt độ 120˚C trong thời gian 12,51 giờ Độ tăng khối lượng khi xử lý nhiệt trong 12 giờ và trong 10 giờ ít hơn độ tăng khối lượng khi xử lý nhiệt trong 12,51 giờ lần lượt

là 0,1% và 1,9% mức độ giảm không nhiều Chính vì thế, xét trên các khía cạnh về WPG tính chất cơ học và hiệu quả kinh tế có thể xử lý nhiệt trong 10 đến 12 giờ

Gỗ xử lý DMDHEU có độ ổn định kích thước cao hơn khi không xử lý, cùng với sự tăng độ tăng khối lượng độ ổn định kích thước gỗ xử lý tăng Khi

xử lý hóa chất cùng nồng độ gỗ luộc có độ ổn định kích thước cao hơn gỗ không luộc do có độ tăng khối lượng nhiều hơn Tỷ lệ dãn nở của gỗ xử lý thấp hơn tỷ lệ dãn nở lớn nhất của gỗ không xử lý hệ số chống dãn nở thể tích có thể đạt 57,94% Độ rỗng của gỗ xử lý thấp hơn so với của gỗ không

xử lý; độ rỗng của gỗ xử lý hóa chất nồng độ 40% là 31,53% và 24,29% tương ứng với hai trường hợp mẫu không và luộc trước Khi đó độ rỗng của

gỗ không xử lý là 52,33%

Độ bền sinh học của gỗ xử lý được cải thiện đáng kể, đặc biệt là độ bền chống nấm mục Gỗ Trám Tráng có độ bền tự nhiên thuộc loại thấp Gỗ xử lý

DMDHEU có thể có độ bền với nấm biến màu đạt đến cấp 3 hoặc 2, với nấm mục đạt cấp độ bền và có hiệu quả chống mối tốt Tỷ lệ diện tích biến màu, tổn hao khối lượng do nấm, số lượng mẫu bị mối ăn và mức độ bị mối phá hoại giảm khi lượng hóa chất vào gỗ tăng (đặc trưng bởi độ tăng khối lượng) Quá trình xử lý gỗ Trám Trắng bởi DMDHEU có ảnh hưởng tích cực và tiêu cực đến tính chất cơ học của gỗ: độ bền nén dọc tăng từ 3,48%-16,54%;

độ bền nén ngang tăng từ 27,31% - 75,86%; độ cứng tĩnh tăng 15,29% - 46,37%; mô đun đàn hồi uốn tĩnh tăng 3,05%-11.02%; nhưng độ bền uốn tĩnh của gỗ xử lý giảm 10,46% - 20,81% gỗ trờ nên giòn hơn so với gỗ không xử lý

Độ lệch màu do tác động của điều kiện thời tiết nhân tạo trong 168 giờ của gỗ xử lý DMDHEU thấp hơn so với gỗ không xử lý Khi xử lý gỗ hóa chất này nồng độ 10 - 30% thì độ lệch màu giảm không nhiều; độ lệch màu của gỗ không xử lý là 19,79 của gỗ xử lý DMDHEU nồng độ 30% là 12,12

và 8,18 với gỗ không luộc và luộc trước khi xử lý Khi xử lý gỗ bằng hóa chất nồng độ 40% độ lệch màu có thế đạt 6,31

Cấu tạo gỗ xử lý có thể thay đổi khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử quét; vách tế bào dày hơn, rõ thấy nhất là ở phần vách tế bào mạch gỗ; số lượng và kích thước mao dẫn trong vách tế bào giảm nhiều Điều này chứng

tỏ DMDHEU đã xâm nhập vào vách tế bào, choán thể tích trong mao dẫn, làm giảm kích thước mao dẫn, làm tăng chiều dày vách tế bào gỗ Quan sát hình ảnh phổ hồng ngoại gỗ xử lý có sự tăng cường độ hấp thụ ở vân

lý tăng lên Điều này cho thấy hóa chất DMDHEU đã tồn tại trong gỗ, làm thay đổi tính chất của gỗ Hàm lượng formaldehyde trong gỗ xử lý DMDHEU với độ tăng khối lượng 30,57% là 3,2mg/100g gỗ khô kiệt, thấp

8mg/100g ván khô kiệt)

Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy chưa có kết quả nghiên cứu nào

về nâng cao chất lượng gỗ Bồ đề từ nhựa Urea Formaldehyde Từ đó cho thấy

đề tài của chúng tôi nghiên cứu về nâng cao chất lượng gỗ Bồ đề từ nhựa Urea Formaldehyde là cần thiết và có ý nghĩa

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Khả năng nâng cao chất lượng gỗ Bồ đề từ nhựa Urea formaldehyde

Đề tài chỉ tiến hành thực hiện ở 3 cấp áp suất tẩm khác nhau (0bar; 0,5bar; 1bar) và 3 cấp thời gian khác nhau (0,5h; 1h; 1,5h)

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu

3.2.1 Địa điểm

Địa điểm tại: Trường Đại học Nông lâm Thái nguyên

3.2.2 Thời gian nghiên cứu

Thời gian tiến hành nghiên cứu đề tài từ: 12/2017 – 5/2018

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Nội dung nghiên cứu

3.3.1.1 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất dung dịch nhựa UF đến độ tăng khối lượng gỗ Bồ đề

3.3.1.2 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất dung dịch nhựa UF đến độ tăng thể tích gỗ Bồ đề

3.3.1.3 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất dung dịch nhựa UF đến khả năng hút nước của gỗ Bồ đề

3.3.1.4 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất dung dịch nhựa UF đến độ trương nở của gỗ Bồ đề

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.3.2.1 Phương pháp thực nghiệm

a Chuẩn bị mẫu

- Nguyên liệu gỗ:

Gỗ Bồ đề 5 tuổi, khai thác tại Yên Bái

- Keo Urea formaldehyde

- Tiêu chuẩn lấy mẫu: ISO 3219-1975 (Gỗ)

- Yêu cầu và phương pháp cắt mẫu cho xác định tính chất cơ lý); ISO 4860-1982 (Gỗ - Xác định độ dãn nở thể tích)

Hình 3.1 Ảnh mẫu gỗ thí nghiệm Hình 3.2 Ảnh mẫu Urea formaldehyde

+ Kích thước mẫu: Dọc thớ x Xuyên tâm x Tiếp tuyến = 30 mm x 20

mm x 20 mm (có sai số trong quá trình lấy mẫu)

+ Số lượng mẫu: 11 mẫu/chế

Hình 3.5 Mẫu gỗ được đưa vào sấy Hình 3.6 Ảnh tiến hành cân mẫu

Hình 3.7 Ảnh tiến hành đo mẫu

 Tính chất dung dịch keo UF được mua sẵn trên thị trường và điều kiện của nghiên cứu được trình bày trong bảng 1

Bảng 3.1 Tính chất dung dịch nhựa UF dùng để tạo compozit gỗ Bồ đề

TT Chỉ tiêu đánh giá Đơn vị tính Giá trị Phương pháp

đánh giá

 Tạo vật liệu compozit từ gỗ Bồ đề và nhựa UF

- Kết cấu vật liệu: Vật liệu compozit gỗ Bồ đề và nhựa UF tạo ra theo mục đích của nghiên cứu này là loại vật liệu compozit với vật liệu cốt là

gỗ Bồ đề dạng khối, vật liệu nền là nhựa UF sau khi đa tụ trong tế bào gỗ

Bồ đề

- Phương pháp chế tạo vật liệu compozit gỗ Bồ đề và nhựa UF

- Các mẫu gỗ được đánh kí hiệu riêng để nhận biết cho mỗi thí nghiệm với các mức áp suất và thời gian khác nhau

Hình 3.8 Đánh kí hiệu mẫu gỗ

- Với mục đích đề ra của nghiên cứu, trong thí nghiệm đã áp dụng phương pháp tẩm chân không áp lực để đưa dung dịch nhựa vào gỗ, sau đó

tiến hành xử lý để nhựa UF đa tụ trong tế bào gỗ

- Điều kiện tẩm chân không áp lực:

+ Độ chân không: 60 mmHg;

+ Thời gian duy trì chân không: 1 h;

+ Áp lực sau giai đoạn chân không: 0 bar; 0,5 bar, 1 bar;

+ Thời gian duy trì áp lực: 0,5h, 1h, 1,5 h;

+ Nhiệt độ khi tẩm: nhiệt độ phòng (25 - 30oC)

Hình 3.9 Tiến hành ngâm

Hình 3.10 Tiến hành gia tăng áp lực

- Điều kiện xử lý mẫu sau khi tẩm:

Mẫu sau khi tẩm hoá chất được đưa vào sấy ở nhiệt độ thay đổi theo 3 giai đoạn

Cụ thể:

- Giai đoạn 1: 60oC, thời gian 4 h;

- Giai đoạn 2: 90oC, thời gian 8 h;

- Giai đoạn 3: 140oC, thời gian 2 h;

- Giai đoạn 4: để mẫu nguội tự nhiên trong tủ sấy

Hình 3.11 Sấy compozit giai đoạn 3

 Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng compozit gỗ Bồ đề và nhựa UF

- Xác định độ tăng khối lượng (WPG)

Độ tăng khối lượng mẫu được xác định theo công thức:

WPG = [(m1 – mo)/mo] x 100 (%) Trong đó:

+ mo - khối lượng mẫu gỗ khô kiệt;

+ m1 - khối lượng mẫu compozit khô kiệt sau khi sấy giai đoạn 3

- Xác định độ tăng thể tích (VPG)

Độ tăng thể tích mẫu được xác định theo công thức:

VPG = [(V1 – Vo)/Vo] x 100 (%) Trong đó:

+ Vo - thể tích mẫu gỗ khô kiệt;

+ V1 - thể tích mẫu compozit khô kiệt sau khi sấy giai đoạn 3

+ m1 - khối lượng mẫu compozit khô kiệt trước khi ngâm nước (g); + m2 - khối lượng mẫu compozit sau khi ngâm nước (g)

- Kết quả thí nghiệm được xử lý trên phần mềm Excel

- Tổng hợp, phân tích các số liệu, tài liệu theo một trình tự nhất định Sử dụng bảng biểu theo các mẫu sau:

Mẫu bảng 3.1 Bảng độ tăng khối lượng của mẫu compozit khô kiệt ở điều

kiện áp suất và thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.2 Bảng thể tích của mẫu gỗ khô kiệt ở điều kiện áp suất và

thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.3 Bảng thể tích của mẫu compozit khô kiệt ở các điều kiện

áp suất và thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.4 Độ tăng thể tích của compozit ở điều kiện điều kiện áp suất

và thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.5 Độ tăng thể tích của compozit ở điều kiện điều kiện áp suất

và thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.6 Kích thước 2 chiều của mẫu compozit khô kiệt ở điều

kiện áp suất và thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.7 Độ trương nở thể tích của mẫu compozit ở điều kiện áp suất và

thời gian khác nhau

Mẫu bảng 3.9 Độ hút nước của mẫu gỗ đối chứng

Mẫu bảng 3.12 Bảng ANOVA của các ảnh hưởng

Thời gian Áp suất

0,5h

1h

1,5h

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng khối lượng của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề

Với mục tiêu tạo vật liệu compozit từ gỗ và nhựa gốc phenolic, nghiên cứu đã tiến hành đưa dung dịch nhựa UF vào gỗ Bồ đề bằng phương pháp tẩm

áp lực Dung dịch nhựa UF trong thí nghiệm được tổng hợp ở nhiệt độ 80oC trong môi trường kiềm (pH = 9-10) để tạo ra nhựa UF có phân tử lượng thấp Vật liệu compozit gỗ và nhựa gốc phenolic được tạo ra nhờ cơ chế đóng rắn của nhựa UF trong điều kiện nhiệt độ cao (nhiệt độ sấy ở giai đoạn 3, 140oC) Nhằm đánh giá mức độ thẩm thấu của dung dịch nhựa vào gỗ, thí nghiệm đã tiến hành xác định độ tăng khối lượng mẫu compozit sau khi tẩm với dung dịch nhựa UF ở các điều kiện áp lực khác nhau Các thông số công nghệ khác được cố định gồm: chế độ tẩm áp lực, chế độ sấy sau khi tẩm

Độ tăng khối lượng được tính toán trên Excel theo công thức:

Bảng 4.1 Độ tăng khối lượng của mẫu compozits ở các cấp áp suất và

các cấp thời gian khác nhau Các cấp thời

Biểu đồ 4.1 Độ tăng khối lượng của mẫu compozits ở các cấp áp suất và

các cấp thời gian khác nhau

Từ bảng 4.1 và biểu đồ 4.1 ta thấy, mẫu compozit tạo ra bằng cách tẩm nhựa UF vào gỗ Bồ đề và sấy theo chế độ sấy thí nghiệm thiết lập có khối lượng tăng lên so với mẫu gỗ trước khi đưa vào xử lý Trung bình độ tăng khối lượng biến động trong 30,34% Khi tăng áp suất và thời gian thì độ tăng khối lượng của mẫu gỗ đều tăng cụ thể là: Khi tăng thời gian tẩm, ở cấp áp suất P=0 bar khi tẩm mẫu gỗ trong thời gian từ 0,5h đến 1,5h thì khối lượng

gỗ tăng từ 8,20% đến 13,06%, tăng 4,86%; tương tự thì ở các cấp áp suất P=0,5 và P=1 thì độ tăng khối lượng lần lượt là 6,26%; 7,38% Khi tăng áp suất, ở cùng cấp thời gian t=0,5 áp suất tăng từ 0 bar đến 0,5 bar thì khối lượng gỗ tăng từ 8,20% đến 22,36%, tăng 14,16%; tăng áp suất lên 1 bar thì khối lượng tăng đến 31,15%, tăng 22,95% Điều này chứng tỏ, khi dung dịch nhựa UF tẩm vào gỗ một lượng nhựa nhất định đã thẩm thấu vào gỗ và tồn tại trong tế bào gỗ làm tăng khối lượng gỗ

Để thấy được mức độ ảnh hưởng của lượng thuốc tẩm đến gỗ ta tiến hành phân tích tương quan ANOVA Kết quả phân tích được trình bày tại phụ biểu 77

Theo kết quả phân tích ANOVA tại phụ biểu 77 thì giá trị thống kê F

của cả thời gian và áp suất đều lớn hơn giá trị Fcrit Từ đó ta có thể kết

luận thời gian và áp suất tẩm có ảnh hưởng đến độ tăng khối lượng của mẫu compozit

4.2 Ảnh hưởng của thời gian và áp suất tẩm nhựa UF đến độ tăng thể tích của mẫu compozit từ gỗ Bồ đề

Theo lý thuyết khoa học gỗ, vách tế bào gỗ được cấu tạo từ các đơn nguyên cơ bản là vi sợi Các vi sợi do các chuỗi xenlulô liên kết với nhau dựa vào các lực liên kết hoá học và lực liên kết hyđrô Gỗ sẽ bị thay đổi kích

thước khi có hợp chất nào đó xâm nhập vào khoảng trống giữa các vi sợi làm cho khoảng cách giữa chúng thay đổi Các hợp chất có thể tồn tại trong khoảng trống giữa các vi sợi là các hợp chất chứa nhóm hydroxyl (-OH) Các hợp chất này sẽ tồn tại trong khoảng trống của các vi sợi cấu tạo nên vách tế bào gỗ thông qua liên kết hydro, dẫn đến làm tăng khoảng cách giữa các vi sợi Kết quả là làm tăng thể tích gỗ

Trong nghiên cứu, nhựa UF được đưa vào trong gỗ bằng phương pháp

áp lực, với kết quả đánh giá độ tăng khối lượng của mẫu compozit cho thấy,

đã có một lượng nhựa nhất định tồn tại trong đó Có nhiều phương pháp để tìm hiểu khả năng xâm nhập của nhựa UF vào vách tế bào gỗ Một trong những phương pháp đơn giản đó là xác định độ trương nở vách tế bào gỗ hay

độ tăng thể tích mẫu compozit so với thể tích mẫu gỗ trước khi xử lý ở cùng điều kiện độ ẩm Độ tăng thể tích của mẫu compozit khô tuyệt đối trong nghiên cứu này so với mẫu gỗ khô tuyệt đối xác định được với các mẫu compozit xử lý bằng dung dịch UF với các áp lực ở các cấp thời gian khác nhau cho ra kết quả

Độ tăng thể tích được tính toán trên Excel theo công thức:

Bảng 4.2 Độ tăng thể tích của mẫu compozit với các cấp áp suất và các

cấp thời gian khác nhau Các cấp thời

Biểu đồ 4.2 Độ tăng thể tích của mẫu compozit với các cấp áp suất và các

cấp thời gian khác nhau