Hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của polyetylenglycol đến tính ổn định kích thước gỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN GLYCOL
ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ

Mã số: T2015 - 89

Chủ nhiệm đề tài: THS. GV. Nguyễn Văn Tú

SKC005575

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015

Luan van


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN
GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ

Mã số: T2015-89

Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN VĂN TÚ

TP. HCM, Tháng10 Năm 2015

Luan van


ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYETYLEN
GLYCOL ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC GỖ

Danh sách những thành viên tham gia nghiên cứu: ThS NGUYỄN VĂN TÚ
Đơn vị phối hợp chính: Xưởng thực tập gỗ - Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP HCM.

Luan van


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................ 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................ 3
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 4
* Tổng quan tình hình nghiên thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong và ngồi nước............ 4
* Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................. 5
* Mục tiêu đề tài................................................................................................................. 7
* Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................... 7

* Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................ 7
* Cách tiếp cận ................................................................................................................... 7
* Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 7
Chƣơng 1.CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT GỖ KEO LAI ẢNH HƢỞNG ĐẾN
SỰ ỔN ĐỊNH KÍCH THƢỚC........................................................................................ 8
1.1. Tình hình trồng cây keo lai của nước ta hiện nay ..................................................... 8
1.2. Đặc điểm sinh thái ...................................................................................................... 9
1.3. Đặc điểm về cấu tạo.................................................................................................. 10
1.4. Tính chất vật lý gỗ Keo lai ....................................................................................... 11
1.5. Tìm hiểu về tính chất cơ học của gỗ ........................................................................ 12
1.6. Đặc điểm chính của gỗ liên quan đến tính co rút và dãn nở ................................. 12
Chƣơng 2.CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH HĨA KÍCH THƢỚC GỖ .................................... 16
2.1. Các giải pháp ốn định kích thước gỗ ....................................................................... 16
2.2. Ổn định gỗ bằng phương pháp hoá học................................................................... 16
2.2.1.. Xử lý gia nhiệt................................................................................................... 16
2.2.2. Xử lý Acetol hoá ................................................................................................ 17
2.2.3. Xử lý Cyanate..................................................................................................... 18
2.2.4. Xử lý Formol ...................................................................................................... 19
2.2.5. Xử lý bằng Urea ................................................................................................. 19
2.4 Ổn định gỗ bằng phương pháp hoá nhiệt ................................................................ 20
2.5. Ổn định gỗ bằng phương pháp Enzym ................................................................... 21
2.6. Ổn định gỗ bằng phương pháp vật lý ..................................................................... 21
2.6.1. Xử lý chống nước .............................................................................................. 21
2.6.2. Xử lý chống ẩm .................................................................................................. 22
2.6.3. Xử lý Paraffin ..................................................................................................... 23
2.6.4. Xử lý Polyetylenglycol (PEG) ......................................................................... 23
CHƢƠNG 3.THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM................................. 24
3.1. Quy trình cơng nghệ tạo gỗ biến tính ...................................................................... 24
3.1.1. Ngun liệu ........................................................................................................ 24
3.1.2.Trình tự thí nghiệm:............................................................................................ 26

3.2.Kết quả thí nghiệm và đánh giá kết quả ................................................................... 28

1

Luan van


3.2.1. Kết quả thí nghiệm ............................................................................................ 28
3.2.2. Đánh giá kết quả ................................................................................................ 30
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Kết luận............................................................................................................................. 31
Kiến nghị........................................................................................................................... 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 32

2

Luan van


DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
Hình 1.1.
Hình 1-2.
Hình 1.3
Hình 1.4.
Hình 1.5
Hình 3.1
Hình 3.2.
Hình 3.3.
Hình 3.4.

Hình 3.5
Hình 3.6.
Hình 3.6
Hình 3.7.
Hình 3.8.

Tên hình

Trang
10
11
10
11
13
24
25
25
25
26
26
27
27
28

Cây gỗ Keo lai
Mặt cắt ngang cây gỗ Keo lai
Mặt cắt ngang gỗ Keo lai
Mặt cắt tiếp tuyến gỗ Keo lai ...............
Phân tử Xenlulơ
Quy trình cơng nghệ biến tính gỗ ........

Polyetylen Glycol
Cân điện tử
Tủ sấy thí nghiệm
Thước kẹp
Mẫu ván
Ngâm mẫu ván
Mẫu ván ngâm PEG
Mẫu ván đối chứng
DANH MỤC CÁC B ẢNG

STT

Tên bảng

Trang

Bảng 1-1

Tính chất vật lý gỗ Keo lai.
Tính chất cơ học gỗ Keo lai.
Kết quả thí nghiệm hệ số co rút của gỗ qua xử lý và
mẫu đối chứng

11

Bảng 1.2
Bảng 3.1

13

28

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Ý nghĩa

Đơn vị

MC

Độ ẩm

%

KLTT

Khối lượng thể tích

g/cm3

V

Thể tích

cm3

m

Khối lượng

g

Pmax

Lực phá huỷ lớn nhất

Kgf

PEG

Polyetylenglycol

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

σed

Ứng suất ép dọc thớ

MPa

σut

Ứng suất uốn tĩnh

Mpa

3

Luan van


MỞĐẦU
* Tổng quan tình hình nghiên thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong và ngoài nƣớc
- Trên thế giới
Trên thế giới, cơng nghệ biến tính gỗ khơng cịn là lĩnh vực mới, nó được phát triển
sớm ở Châu Âu. Với mục đích sử dụng gỗ và vật liệu gỗ một cách hiệu quả, ở các
nước phát triển trên thế giới như Mỹ, Nga, Nhật, EU trong những năm qua đã tiến
hành nghiên cứu vàáp dụng vào sản xuất các biện pháp biến tính gỗ theo một số xu
hướng sau: biến tính theo hướng chống cháy; biến tính theo hướng chống ẩm; cải thiện
các tính chất cơ học của gỗ mọc nhanh rừng trồng để cho nó ít biến dạng.
Năm 1930, ở Liên Xô các nhà khoa học đã nghiên cứu ép gỗ tạo ra thoi dệt và tay
đập của máy dệt. Sau đó, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp này để tạo ra
những chi tiết chịu mài mịn, tự bơi trơn, sử dụng trong ơtơ, máy nông nghiệp. Gỗ nén
theo phương pháp này tạo ra vật liệu khơng ổn định hình dạng, độ ổn định kích thước
kém. Để khắc phục các nhà khoa học đã nghiên cứu đưa vào trong gỗ các hoá chất
dưới dạng monome hoặc polyme. Năm 1936, một số nhà khoa học Liên Xô đã đưa vào
gỗ dung dịch Bakelit 5-10%. Vào năm 1966, G.B.Klard đã dùng dung dịch Phuphurol
spirt tẩm vào gỗ tạo ra vật liệu có tính cơ học cao.
Năm 1972, phịng thí nghiệm sản phẩm lâm sản của Mỹ (FPL) bắt tay nghiên cứu
ứng dụng Acetol hoá đối với vật liệu gỗ. Năm 1980, xử lý Acetol hoá bắt đầu ứng
dụng sản xuất ván nhân tạo. Năm 1981, Nhật Bản đã thu được thành cơng tiến hành xử
lý Acetol hố gỗ với quy mô sản xuất công nghiệp, giới công nghiệp gỗ Nhật Bản đã
mở rộng vật liệu Acetol hoá, mà kích thước của nó rất ổn định mặc cho độ ẩm tương
đối của môi trường thay đổi lớn, được dùng rộng rãi làm tường vách của buồng tắm,
cửa hoặc ván sàn.
Đầu những năm 1960, các nhà khoa học Mỹ, Liên Xô đã dùng tia chiếu xạ gây

phản ứng đa tụ ở các đơn thể tẩm vào trong gỗ (một số cao phân tử lượng thấp hoặc
Cacbua hydro không bão hồ có cầu đơi) làm cho các hố chất kết hợp với gỗ và đóng
rắn lại tạo nên các sản phẩm chất lượng cao, gọi là gỗ Polyme phức hợp (WPC). Gỗ
được xử lý WPC có tính ổn định kích thước và khối lượng thể tích cao hơn rõ rệt so
với gỗ nguyên. Tính kháng ẩm của gỗ được xử lý WPC cũng tăng. Do tính ổn định
kích thước của WPC là rất tốt, tính cơ học, chịu mài mịn và chịu uốn cũng tăng nên nó

4

Luan van


là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong kiến trúc, trong công nghiệp, đồ mộc…
Tại hội thảo công nghệ biến tính gỗ ở Châu Âu được tổ chức lần 1 vào tháng 03
năm 2003 tại Bỉ và lần 2 vào tháng 10 năm 2005 tại Đức đã có nhiều cơng trình nghiên
cứu của các nhà khoa học châu Âu do GS.W. Hotman (Netherlands) chủ trì đã đề cập
đến vấn đề nâng cao tính ổn định kích thước gỗ sử dụng Anhydric acetic và khẳng
định xu hướng này cần phải được nghiên cứu và hoàn thiện trong tương lai. Ở Thụy
Điển, Nhật Bản đã có các Nhà máy xử lý gỗ bằng Acetyl hố kết hợp với cơng nghệ vi
sóng đang được sản xuất với số lượng lớn các sản phẩm gỗ có chất lượng cao. Tại Nga
nghiên cứu nâng cao tính ổn định kích thước gỗ sử dụng Anhydric acetic đã được
nghiên cứu từ những năm 1960, đến nay vẫn tiếp tục hồn thiện cơng nghệ và triển
khai vào sản xuất. Biến tính nguyên liệu gỗ rừng trồng để tạo ra sản phẩm có chất
lượng cao đang là xu thế phát triển của ngành chế biến gỗ trên toàn thế giới.
- Ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, cơng nghệ biến tính gỗ theo các xu hướng khác nhau như
nâng cao khối lượng thể tích, tính chất cơ vật lý, ổn định kích thước gỗđãđược nhiều
nhà khoa học, nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu. Một số công trình nghiên cứu về
biến tính gỗđãđược thực hiện như Trần Văn Chứđã nghiên cứu cơng nghệ và thiết bị
biến tính gỗ có khối lượng thấp thành nguyên liệu chất lượng cao. Vũ Huy Đại,

Nguyễn Minh Hùng đã nghiên cứu ảnh hưởng của q trình xử lý vi sóng đến tính ổn
định kích thước của gỗ Trám trắng, ảnh hưởng của tỷ suất nén đến tính ổn định kích
thước của gỗ biến tính từ Keo tai tượng. Bùi Thị Tuyết Nhung đã nghiên cứu một số
giải pháp nâng cao khối lượng thể tích gỗ và tiến hành nâng cao khối lượng thể tích gỗ
bằng nhựa Novolac.
Qua điều tra về các cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngồi
nước tơi thấy hướng nghiên cứu biến tính gỗở trong nước là hết sức cần thiết và cóý
nghĩa. Nhìn chung, vấn đề biến tính gỗở nước ta mới bắt đầu được nghiên cứu, các kết
quả cho thấy không những nâng cao được chất lượng sản phẩm, mà còn, giúp chúng ta
đa dạng hóa loại hình sản phẩm từ ngun liệu gỗ.
Mặc dù các kết quả trên chỉ mang tính thử nghiệm, thăm dò nhưng đãđặt nền
tảng ban đầu cho các nghiên cứu tiếp theo.
* Tính cấp thiết của đề tài
Cơng nghiệp chế biến gỗ Việt Nam trong những năm gần đây đã có những

5

Luan van


bước phát triển vượt bậc, kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ nước ta đạt gần 1,6 tỷ USD trong
năm 2005, năm 2006 kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ nước ta đạt 2 tỷ USD, sản phẩm đồ
gỗ của Việt Nam đã có mặt trên 120 quốc gia trên thế giới (Vneconomy, 2006).
Mặc dù vậy, trong những năm gần đây do sự phát triển của nền kinh tế, sự khai
thác rừng tự nhiên một cách bừa bãi làm cho ngành công nghiệp Chế biến lâm sản
đứng trước thực trạng nguyên liệu gỗ rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm trầm trọng,
vì vậy xu hướng sử dụng gỗ rừng trồng làm nguyên liệu cho q trình sản xuất khơng
ngừng tăng nhanh.
Gỗ là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống bởi
hàng loạt các ưu điểm như có hệ số phẩm chất cao, mềm, dễ gia công, chế biến, dễ

trang sức,…Bên cạnh những ưu thế gỗ rừng trồng là khuyết tật, gỗ mềm nhẹ, tỷ trọng
thấp, tính chất cơ, vật lý thấp, khả năng chịu tác hại của môi trường như mối,
mọt,…kém, màu sắc không đẹp. Một nhược điểm khơng thể khơng nói tới là khả năng
hút ẩm, nhả ẩm dẫn đến bị thay đổi kích thước, hơn nữa nó là vật liệu dị hướng nên
mức độ thay đổi kích thước theo các chiều khơng giống nhau, vì thế gỗ dễ biến hình,
nứt nẻ, cong vênh. Đây là nhược điểm lớn nhất của gỗ khi sử dụng gỗ là vật liệu. Tính
co rút, dãn nở của gỗ khơng chỉ gây khó khăn trong q trình gia cơng, chế biến, sử
dụng mà cịn hạn chế khả năng sử dụng gỗ trong mơi trường có sự biến động lớn về độ
ẩm.
Chính vì thế, bài tốn đặt ra cho các nhà khoa học là tìm kiếm các giải pháp cơng
nghệ biến tính gỗ nhằm nâng cao chất lượng gỗ, đây cũng là một trong những xu
hướng đã và đang được quan tâm trên thế giới. Biến tính gỗ là q trình tác động hóa
học, cơ học, nhiệt học hoặc đồng thời làm thay đổi lại cấu trúc của gỗ mà chủ yếu là
tác động vào các nhóm hydroxyl. Biến tính gỗ có rất nhiều phương pháp, trong những
năm gần đây ở các nước phát triển như Mỹ, Nga, Nhật, EU đang sử dụng một số
phương pháp biến tính như nhiệt cơ, hóa cơ, hóa học, nhiệt hóa, bức xạ - hóa học. Biến
tính gỗ theo hai xu hướng chủ yếu là nén chặt và không nén chặt. Một số loại hình biến
tính như ngâm tẩm, gỗ ép lớp, gỗ nén, polyme hóa. Càng ngày các nhà khoa học càng
chú trọng đến việc tăng hiệu quả của các giải pháp biến tính nhưng ít hoặc khơng gây
độc hại với con người và môi trường, người ta hạn chế hoặc không dùng chất xúc tác
hóa học. Trên thế giới cơng nghệ biến tính gỗ đã phát triển mạnh nhưng ở Việt Nam
vấn đề biến tính gỗ mới được nghiên cứu rất ít.

6

Luan van


Xuất phát từ u cầu đó, tơi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của
Polyetylenglycol (PEG) đến tính ổn định kích thước gỗ”

* Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu sử dụng PEG để biến tính gỗ nhằm nâng cao tính cơ lý và khả
năng sử dụng gỗ mọc nhanh rừng góp phần thay thế gỗ rừng tự nhiên đang ngày càng
khan hiếm vào sản xuất chế biến gỗ ở Việt Nam.
* Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của PEG đến sự ổn định kích thước của gố Keo lai
* Phạm vi nghiên cứu
+ Đề tài sử dụng phương pháp ngâm thường để đưa thuốc PEG vào trong gỗ.
+ Nguyên liệu sử dụng ngâm tẩm PEG là gỗ Keo lai
* Cách tiếp cận
Tiếp cận lý luận khoa học, các kết quả nghiên cứu về biến tính gỗ ở các nước
trên thế giới. Ở giai đoạn nghiên cứu này, phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng là
khảo sát thực tiễn và kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước.
Tiến hành thử nghiệm kết quả nghiên cứu để kiểm tra, phân tích, đánh giá kết
quả đạt được.
* Phƣơng pháp nghiên cứu
Tham khảo các tài liệu chuyên môn, kế thừa các kết quả liên quan đến biến tính gỗ
thơng qua các nguồn: thư viện, giáo viên hướng dẫn, các chuyên gia, mạng internet,…
để đưa ra được quy trình biến tính tối ưu.

7

Luan van


Chƣơng 1
CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT GỖ KEO LAI ẢNH HƢỞNG
ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH KÍCH THƢỚC
1.1. Tình hình trồng cây keo lai của nƣớc ta hiện nay
Sự ra đời của giống keo lai là sự mở đầu cho một phong trào sử dụng giống có

năng suất cao và nhân giống sinh dưỡng trong lâm nghiệp ở nước ta. Tuy được phát hiện
muộn hơn các nước khác, song nhờ đi đúng hướng nên có thể nói Việt Nam là nước đầu
tiên đã đưa giống keo lai có năng suất cao và sử dụng trong sản xuất trên quy mô lớn,
trên những vùng sinh thái tốt, giống keo lai của ta có thể đạt năng suất 30 - 40
m3/ha/năm, nơi đất xấu giống keo lai vẫn có sinh trưởng gấp 1,5 - 3 lần các giống bố mẹ.
Đất trồng rừng của Việt Nam là đất trống, đồi núi trọc, nên không thể có năng suất rừng
trồng cao như ở một số nước khác. Trung tâm Nghiên cứu giống cây rừng đã tổ chức các
lớp tập huấn kỹ thuật nhân giống sinh dưỡng bằng giâm hom và chuyển giao giống gốc
cho nhiều đơn vị trong cả nước, cũng như chuyển giao công nghệ nuôi cấy mô và giống
gốc cho một số đơn vị khác. Một số cơ sở nhân giống bằng nuôi cấy mô do Trung tâm
chuyển giao như Nông lâm trường thực nghiệm Quảng Ninh đã nhân giống keo lai hằng
năm gần một triệu cây. Nhiều cơ sở khác cũng nhân giống bằng nuôi cấy mô thành công
cho Gỗ keo lai. Cùng với sự phát triển của giống keo lai là phong trào nhân giống hom và
nuôi cấy mô phân sinh đang phát triển rộng rãi ở các cơ sở nghiên cứu và sản xuất lâm
nghiệp trong cả nước. Giống keo lai khơng những được sử dụng trong nước mà cịn được
một số nước khác quan tâm và xin trao đổi giống, trong đó Malayxia đã nhập để trồng
trên diện rộng, cơng ty trồng rừng nguyên liệu giấy Oiji 100% vốn của Nhật Bản cũng
đang dùng giống keo lai làm cây trồng chính ở Bình Ðịnh và Quảng Ngãi. Gần đây Trung
tâm Nghiên cứu giống cây rừng đã chọn thêm một số giống keo lai tự nhiên mới, cũng
như đã tiến hành lai nhân tạo thành công và đã tạo được hàng chục tổ hợp lai khác loài
giữa keo tai tượng và keo lá tràm. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã coi keo lai
là một trong những giống cây trồng chính của ngành lâm nghiệp. Theo Cục Phát triển
lâm nghiệp thì đến năm 2007 đã có 100.000 ha cây keo lai được gây trồng trong cả nước,
riêng năm 2001 là 30.000 ha. Riêng xí nghiệp ngun liệu giấy Đơng Nam Bộ: 42300 ha

8

Luan van

ở Đăclăk, 575 ha ở Lâm Đồng, còn lại là 1950 ha ở các tỉnh trong khu vực miền Đông
Nam Bộ.
1.2. Đặc điểm sinh thái

Tên Việt Nam:gỗ Keo lai.
Tên khoa học:Acacia mangium - Acacia auriculiformis (Acacia hybrid).

Hình 1.1. Cây gỗ Keo lai
Cây gỗ có thân tương đối thẳng, phân cành ở độ cao 5÷7 m trở lên. Khi cây cịn nhỏ
vỏ cây có màu trắng xanh, khơng bị nứt, khi cây về già vỏ ngả sang màu nâu và thường
nứt thành rãnh nhỏ và sâu. Hoa trắng bạc xếp thẳng hoặc uốn nhẹ, hoa tự hình bơng, hoa
đơn. Có hai mùa ra hoa rõ rệt vào tháng 7 và tháng 11. Hạt có màu nâu.
Keo lai mọc trên đất sét pha cát hoặc đất pha cát, Keo lai cũng có thể sinh trưởng
mạnh trên đất lateirt. Keo lai thường phân bố ở những nơi có biên độ nhiệt thay đổi từ 12
÷ 35 0C, lượng mưa hàng năm từ 1200 ÷ 1800mm và độ cao 50 ÷ 350m so với mặt nước
biển. Lồi cây này là cây mọc nhanh, thích sáng và khả năng sinh trưởng nhanh nhất ở
vùng khí hậu ẩm. Ở nước ta, Keo lai đã xuất hiện tại nhiều tỉnh thành và có thể là một
trong những nguồn cung cấp nguyên liệu gỗ cho ngành công nghiệp chế biến gỗ trong
tương lai.

9

Luan van


1.3. Đặc điểm về cấu tạo
Gỗ keo lai có giác và lõi phân biệt, lõi màu nâu sẫm, giác màu vàng nhạt, có vịng
năm rõ ràng.

Hình 1.2. Mặt cắt ngang cây gỗ Keo lai

Lỗ mạch: lỗ mạch phân bố theo hình thức phân tán, mơ mềm vây quanh mạch, tia
gỗ nhỏ, trong mạch thường có chất chứa. Quan sát dưới kính hiển vi, lỗ mạch có hình bầu
dục hoặc trịn, phần lớn là mạch đơn, đôi khi xuất hiện mạch kép, đường kính lỗ mạch
khơng đồng đều. Đường kính lỗ mạch lớn từ 0,111 đến 0,143mm. Mật độ lỗ mạch khơng
có sự chênh lệch lớn từ 9 – 10 lỗ/mm2. Tế bào mạch có dạng hình trống, tấm xun mạch
đơn, nằm ngang hoặc hơi xiên tạo điều kiện thuận lợi cho q trình thốt dẫn ẩm của gỗ
theo chiều dọc thớ.

Hình 1.3. Mặt cắt ngang gỗ Keo lai
Lỗ thơng ngang trên vách mạch xếp so le, mật độ nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho
q trình hút và thốt nước theo chiều ngang thân cây.

10

Luan van


Tế bào mô mềm chiếm tỉ lệ không nhiều, chủ yếu là mô mềm vây quanh mạch bề
rộng từ 1 ÷ 2 tế bào, vây quanh mạch khơng kín hoặc hình cánh, vách rất mỏng.
Sợi gỗ: sợi gỗ có dạng hình kim khá thẳng, bề dày tế bào sợi bằng khoảng 1/3
đường kính sợi gỗ. Vách tế bào gỗ là dạng vách sợi mỏng, chiều dài tế bào sợi ngắn
khoảng 571,4  785,7m, đường kính ngồi của sợi là 28,5m, đường kính trong sợi gỗ
là 15m.
Tia gỗ đồng hình có xu hướng tạothành tầng so le, bề rộng tia hẹp từ 1÷ 3 hàng tế
bào, ít biến động. Ngược lại chiều cao tia gỗ biến động từ 5 đến 15 hàng tế bào. Mật độ
tia 7 tia/mm2.

Hình 1.4. Mặt cắt tiếp tuyến gỗ Keo lai
1.4. Tính chất vật lý gỗ Keo lai
Bảng 1.1. Tính chất vật lý gỗ Keo lai.

Gỗ tươi

Gỗ sấy khơ

Khối lượng thể tích cơ bản (g/cm3 )

0,58

0,60

Trọng lượng ( kg /m3)

753

586

Co rút tiếp tuyến (Stt %)

6,1

-

Co rút xuyên tâm (Sr %)

2,3

-

Co rút dọc thớ ((Sl %)

1,5

-

Thông số kỹ thuật

11

Luan van


1.5. Tìm hiểu về tính chất cơ học của gỗ
Tính chất cơ học của gỗ: theo tiêu chuẩn ngành 04 TCN 66 – 2004; độẩm được
quy đổi về gỗ có độẩm bằng 12%
Bảng 1.2. Tính chất cơ học gỗ Keo lai.
Ứng suất nén dọc thớ:

nd = 530,2KG/cm2

Ứng suất nén ngang cục bộ TT:

nncb = 206.5KG/cm2

Ứng suất nén ngang to àn bộ TT : 



nntb = 84,0KG/cm2

Ứng suất kéo dọc thớ:

kd = 457,2KG/cm2

Ứng suất kéo ngang thớ TT:

kn = 40,4KG/cm2

Ứng suất uốn tĩnh:

ut = 1051,5KG/cm2

Ứng suất tách tiếp tuyến:

ttt = 23,4KG/cm2

Ứng suất tách xuyên tâm:

txt = 25,0KG/cm2

1.6. Đặc điểm chính của gỗ liên quan đến tính co rút và dãn nở
Gỗ là vật liệu tự nhiên có tính dị hướng cao, được cấu tạo bởi các tế bào xếp dọc
thân cây (chiếm tới 90 – 95%) thể tích và tế bào xếp ngang thân cây (chiếm đến 5 –
10%). Các tế bào có dạng hình ống bao gồm vách và ruột.
Vách tế bào được cấu tạo bởi ba thành phần chủ yếu là xenlulô, hemixenlulô và
lignin, tất cả thành phần này đều là các polyme, chúng hợp thành mạng lưới đan xen
trong vách tế bào. Trong đó xenlulơ (50 - 55%) là thành phần chính tạo nên vách tế bào,
lignin (20 – 30%) và hemixenlulơ (15 – 25%), cịn gọi là các chất nền (matrix). Các phân
tử xenlulô [C6H7O2 (OH)3]n với n = 5000 – 14000 có cấu tạo mạch thẳng liên kết với
nhau tại các vị trí 1,4 nhờ cầu nối oxi hình thành lên chuỗi xenlulơ. Nhiều chuỗi xenlulơ
liên kết với nhau nhờ cầu nối hyđro tạo nên mixenxenlulô. Khoảng 40 – 50 mixenxenlulơ

sắp xếp thành một khối có kích thước mặt cắt ngang 3x5 nm được gọi là bó mixen
xenlulơ. Từng bó mixen xenlulơ được bao bọc xung quanh bởi một lớp hemixenlulô kết
hợp với một lượng nhỏ lignin và ngoài cùng bao bọc bởi một lớp lignin tạo thành khối

12

Luan van


vững chắc có kích thước mặt cắt ngang khoảng 5 – 10 nm. Các khối vững chắc này sắp
xếp tạo nên vách tế bào.
Xenlulô là thành phần chủ yếu tạo nên vách tế bào. Do trong phân tử xenlulô chứa
rất nhiều nhóm hyđroxyl nên giữa các phân tử tồn tại rất nhiều liên kết hyđro, vì thế lực
liên kết giữa các phân tử rất lớn và lớn hơn rất nhiều lực hóa học liên kết các mắt xích
trong phân tử. Liên kết hyđro giữa các phân tử xenlulơ có thể biểu diễn như hình 1.5

0

CH2 0H

OH

H
0H

H

0

H

H

0

0
CH 0H
2

0
0

H
0H
H

H

H

H

OH

0H

H

0

CH20H
H

H

0

H
0
CH 0H

0H

2

0

H
0H

H

H
H

0H

Hình 1.5. Phân tử Xenlulô
Nếu được hút nước vào nghĩa là phân tử nước vào giữa các phân tử xenlulô xuất
hiện các liên kết hyđro qua các phân tử nước, theo sơ đồ hình 2.Đó là q trình trương nở

của xenlulơ trong nước. Lượng nước được hút vào càng nhiều số lượng liên kết hyđro tạo
thành giữa các phân tử càng lớn, khoảng cách giữa chúng càng lớn, nói cách khác sợi
xelulơ trương nở. Điều này giúp giải thích tính co rút, dãn nở của gỗ.
Xenlulơ là chất cao phân tử có cực, như vậy dung mơi gây trương hay hịa tan
xenlulơ cũng phải là dung mơi có cực. Thực chất q trình trương xululơ là q trình tác
nhân gây trương xâm nhập vào, bứt phá các liên kết hyđro giữa các phân tử xenlulơ cạnh
nhau, khi đó làm cho khoảng cách giữa các phân tử xenlulô tăng lên, dẫn đến liên kết của
chúng yếu đi, các phân tử xenlulô dễ bị xê dịch và trở lên lỏng lẻo hơn, đồng thời khi liên
kết hyđro bị phá vỡ sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các tác động khác làm thay đổi cấu trúc
của phân tử xenlulô trong gỗ.

13

Luan van


Hiện tượng trương nở xenlulơ có ý nghĩa quan trọng đối với cơng nghệ biến tính
gỗ, do nó làm cho tính chất cơ học, vật lý, hóa học của gỗ thay đổi.
Cũng như xenlulô, hemixenlulô là các polysaccarit, cấu tạo nên vách tế bào,
nhưng so với xenlulơ thì hemixenlulơ kém ổn định hóa học hơn, dễ bị phân giải ở nhiệt
độ cao. Hemixenlulơ gồm có pentosan (C5 H8O4 )n và hexosan (C6H10O5 )n, n = 50 – 200.
Hàm lượng pentosan và hexosan trong các loại gỗ có khác nhau, ở gỗ lá rộng
lượng pentosan nhiều, chiếm từ 19 – 23% còn hexosan là 3 – 6%, ở gỗ lá kim tỷ lệ
pentosan và hexosan xấp xỉ ngang nhau, chiếm từ 10 – 12%. Nói chung hemixenlulơ dễ
bị thủy phân dưới tác dụng của axit.
Lignin là hợp chất cao phân tử có đặc tính thơm. Lignin có cấu tạo phân tử rất
phức tạp. Hơn nữa các đơn vị mắt xích Phenylpropan lại có nhiều loại nhóm chức như
metoxyl (-OCH3 ), hyđroxyl (-OH). Do đó lignin có thể tham gia hàng lo ạt phản ứng hóa
học như phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng oxy hóa, phản ứng trùng ngưng, trùng
hợp. Lignin cũng có tính chất trương và hịa tan trong những dung mơi thích hợp như

dung dịch kiềm. Các mắt xích trong phân tử lignin liên kết với nhau bằng những liên kết
ete và liên kết C – C, tạo ra cấu trúc mạng phức tạp.
Liên kết C – C rất bền vững đối với xử lý hóa học và là yếu tố cơ bản ngăn cản sự
tạo thành các đơn phân tử lignin trong những xử lý hyđro hóa, phân giải bằng etanol.
Lignin tham gia liên kết hyđro với xenlulô và hemixenlulô với năng lượng liên kết khá
lớn. Do có nhiều nhóm chức trong một phân tử và do lignin tiếp cận tốt với polysaccarit,
lực tương tác giữa lignin với cấu tử khác của vách tế bào trở lên rất lớn. Bên cạnh liên kết
hyđro, giữa các cao phân tử của vách tế bào cịn có tương tác Vander Vaals. Loại tương
tác vật lý này cũng góp phần cản trở q trình hịa tan lignin dưới tác dụng cua dung môi.
Sự thay đổi lượng nước thấm trong vách tế bào chính là sự thay đổi số lượng phân
tử nước giữa các mixen xenlulơ, cũng chính là sự thay đổi số lượng liên kết hyđro giữa
các mixen dẫn đến khoảng cách giữa các mixen thay đổi, bề dày vách tế bào thay đổi và
kích thước gỗ thay đổi, nói cách khác gỗ bị co rút hoặc dãn nở.
Tóm lại, sự tồn tại các nhóm hyđroxyl trong các thành phần tạo nên vách tế bào,
sự tạo thành vô số các liên kết hyđro giữa vách mao dẫn và nước là nguyên nhân làm cho

14

Luan van


gỗ bị co rút hoặc dãn nở. Gỗ chỉ co rút hoặc dãn nở khi lượng ẩm liên kết trong gỗ giảm
hoặc tăng.
Khi gỗ được xử lý hóa học, các tác nhân xử lý xâm nhập vào tế bào gỗ, nó sẽ có
những tương tác với các cấu tử gỗ ở dạng này hay dạng khác làm cho cấu trúc, liên kết,
tính chất gỗ có sự thay đổi. Sự tác động của các tác nhân chủ yếu vào các liên kết ngang
(cầu nối hyđro) giữa các cấu tử, đặc biệt và chủ yếu là các liên kết hyđro giữa các phân tử
xenlulơ.
Khi có tác động của tác nhân xử lý vào các cấu tử gỗ, giữa các cấu tử có sự thay
đổi như sự thay thế một số nhóm chức, khoảng cách giữa các cấu tử trong gỗ thay đổi sẽ

làm cho tính chất cơ lý thay đổi theo. Sự biến đổi nhóm chức (chủ yếu là nhóm OH) sẽ
làm cho tính hút nước, hút ẩm thay đổi. Vì thế, nếu có tác động hoặc dùng tác nhân hóa
học nào đó xử lý gỗ sao cho có thể biến đổi cấu trúc hoặc thay thế nhóm hyđroxyl trong
gỗ thành nhóm kỵ nước có kích thước lớn thì ngun liệu sẽ ít hút nước, ít trương nở.

15

Luan van


Chƣơng 2.
CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH HĨA KÍCH THƢỚC GỖ
2.1. Các giải pháp ốn định kích thƣớc gỗ
Nguyên tắc xử lý ổn định hố kích thước của gỗ là dưới tiền đề duy trì những tính
chất ưu việt vốn có của gỗ mà làm thay đổi sự hút ẩm và tính năng co dãn c ủa nó. Sự co
dãn của gỗ là do sự thay đổi độ ẩm của gỗ gây nên, nó phát sinh ở dưới điểm bão hồ thớ
gỗ mà căn nguyên của nó là những ion tự do (OH) trong khu vực phi kết tinh của
cellulose hấp thụ thành phần nước trong khơng khí đồng thời hình thành cầu nối với phân
tử nước. Phân tử nước thấm vào làm cho kho ảng cách giữa các phân tử trong thành phần
gỗ tăng lên. Gỗ thể hiện trạng thái dãn nở dẫn đến kích thước khơng ổn định, ngồi ra
hemicellulose, lignin và các thành phần khác nữa cũng có thể hút nước. Do đó xử lý ổn
định hố kích thước gỗ là dưới tiền đề để không làm phá hoại cấu tạo hoàn chỉnh vách tế
bào gỗ, nhằm nghiên cứu một loại phương thức xử lý thay đổi những tính chất hạn chế
của nó.
Để xử lý ổn định gỗ người ta xử dụng các phương pháp khác sau:
+ Ổn định gỗ bằng phương pháp hoá học
+ Ổn định gỗ bằng phương pháp Enzym
+ Ổn định gỗ bằng phương pháp hoá nhiệt
+ Ổn định gỗ bằng phương pháp vật lý
2.2. Ổn định gỗ bằng phƣơng pháp hoá học

2.2.1.. Xử lý gia nhiệt
Kết quả xử lý gia nhiệt là trọng lượng giảm mà màu sắc bề mặt lại sẫm đồng thời
có tính hút ẩm của gỗ, tính cơ học giảm xuống. Nhưng tính ổn định kích thước lại cao.
Theo một số nhà khoa học, xellulose có độ cứng tương đối, giữa các phân tử chuỗi
xuất hiện một khuynh hướng kết tinh rất mạnh, trong khu vực xellulose kết tinh những
nhóm hydroxyl có cực giữ chặt các chuỗi xellulose bằng mạng lưới các liên kết cầu hydro
ngang. Phương trình động lực học của quá trình tan, sự biến đổi năng lượng tự do F
phải là âm, theo phương trình:
F = H - T.S < 0

16

Luan van


Trong đó: F - Năng lượng tự do (thế đẳng nhiệt);
H - Biến đổi entanpy;
S - Biến đổi entropy;
T - Nhiệt độ của hệ.
Từ quan hệ trên cho thấy khi nhiệt độ tăng lên sẽ làm cho F biến đổi về phía âm,
khi đó khả năng tan của cellulose sẽ tăng lên, nghĩa là cường độ của gỗ giảm đi. Về mặt
hoá học, ở nhiệt độ cao khoảng 1500 0C – 1750 0C thì khả năng hồ tan của gỗ tăng lên và
độ pH giảm đi do sự tạo thành các axit uronic, fufurola và các axít hữu cơ khơng bay hơi.
2.2.2. Xử lý Acetol hoá
Acetol hoá là dung dịch để lắng đọng gốc CH3 CO- thay thế gố -OH thân nước
trong gỗ, do có xu hướng sâm nhập của gốc CH3 CO- làm sản sinh hiệu ứng tăng thể tích.
Nhân tố làm cho gỗ xử lý ổn định kích thước là gốc –OH giảm đi, gốc CH3CO- tăng thể
tích, so sánh giữa chúng thì tính quyết định là hiệu ứng tăng thể tích.
Phản ứng Acetol hố: Khi xử lý Acetol hoá dùng Axit Acetic khử một phân tử
nước, phản ứng theo công thức dưới đây:

Wood-OH + (CH3CO)2 → Wood-OCOCH3 + CH3COOH
Phản ứng trên có thể được tiến hành trong tướng khí hoặc tướng lỏng, nếu có đưa
vào chất xúc tác, phản ứng có thể được tiến hành nhanh hơn. Để xử lý đồng nhất nên tăng
thêm bước xử lý trương nở. Khi gỗ Acetol hoá, nếu hàm lượng gốc CH3COO ít thì phản
ứng chỉ xảy ra trên bề mặt của bó Mixen, Nếu hàm lượng nhiều, thì ngay trong lịng sợi
Mixen cũng có thể Acetol hố.

17

Luan van


2.2.3. Xử lý Cyanate
- Phản ứng Cyanate hóa
Cyanat hóa là dùng Cyanat tác dụng với gốc OH của gỗ sinh ra phản ứng, trên cơ
sở đó mà ổn định được kích thước của gỗ. Phương trình phản ứng như sau:

O

O

xúc tác
Chất xúc tác Wood-OH
dùng trong+ R-N=C
phản ứng làWood-O-C-NHR
chất hữu cơ có tính bay hơi như

[HCOON(CH3)2 ]. Cyanate là tên chung, có kiểu là (R - N = O); kiểu 2 là (O = C = N - R
- N = C = O), thông thường chúng đều là chất lỏng có mùi rất khó ngửi.

Ngồi ra cũng có thể sử dụng TDI, MDI, họ Cyatate hoặc hỗn hợp Cyatate với
Methacrylate tiến hành xử lý tướng khí hoặc xử lý tướng lỏng. Cơ chế của phương pháp
này tương tự như xử lý Aceton hóa có thể dùng A - 5; B - 6 trong mơ hình cấu tạo xử lý
ổn định kích thước gỗ để giải thích. Do dung dịch xử lý có tác dụng trương nở đối với gỗ
là rất ít vì để nâng cao hiệu quả xử lý mà luôn luôn dùng chất xúc tác làm trương nở gỗ.
Sau đó mới tiến hành ngâm tẩm Cyatate để xử lý. Phương pháp xử lý cụ thể có mấy loại
dưới đây:
[1] Dùng Cyatate kiểu 2 và Methylene Chloride có khối lượng bằng nhau tạo
thành hỗn hợp xử lý tướng lỏng.
[2] Dùng Cyatate hỗn hợp với [HCOON(CH3)2] xử lý tướng khí ở nhiệt độ 1300C.
Độ ẩm của gỗ xử lý càng cao thì tỷ lệ tăng trọng PL giảm đi; Nếu tỷ lệ tăng trọng của PL
trong gỗ tăng lên thì tỷ lệ trương nở ASE cũng tăng theo.
[3] Dùng Cyatate Benzen làm dung dịch xử lý, môi chất là N2 xử lý tướng khí ở
nhiệt độ 200 C, đặc điểm của phương pháp này là càng sát gần lớp mặt của gỗ thì phản
ứng càng thuận lợi, chất tạo thành của phản ứng hầu như đều liên kết giao nhau với thành
phần gỗ, tốc độ phản ứng rất nhanh trong giai đoạn đầu. Tỷ lệ chống hút ẩm MEE và tỷ lệ
trương nở ASE của gỗ tuỳ thuộc vào sự gia tăng của lượng khí Nitơ mà tăng theo. Gỗ xử
lý ở điều kiện độ ẩm tương đối thấp có tính ổn định kích thước cao hơn khi độ ẩm tương
đối cao.

18

Luan van


- Tính chất của gỗ xử lý Cyatate
[1]. Tỷ lệ tăng trọng của gỗ được xử lý Cyatate từ 20 - 30% thì ngồi tính ổn định
kích thước tốt cịn có tính năng chống sự phá hoại của sinh vật rất tốt. Gỗ xử lý rất ổn
định trong điều kiện nước biển rất tốt chống sùng hà, bền lâu. Thí nghiệm chứng minh
đại bộ phận Cyatate đều có thể xâm nhập vào vách tế bào mà có phản ứng với gốc OH

trong thành phần của gỗ, mà không phải chỉ có điền đầy trong gian bào, từ đó mà làm
thay đổi thành phần của vách tế bào, tăng cường sự chống phá hoại của sinh vật đối với
gỗ.
[2]. ứng suất uốn và nén của gỗ được xử lý đều được nâng cao đồng thời tuỳ
thuộc vào sự tăng lên của hàm lượng cao phân tử mà tăng theo, không phát sinh hiện
tượng giảm đi của tính dẻo dai như khi xử lý bằng nhựa Phenol - Formaldehyd, ngược lại
lại có phần tăng lên. Nhưng đối với gỗ xử lý DMF thì tính dẻo và tính chịu mài mịn giảm
đi 25%. Gỗ dùng Cyatate kiểu 2 để xử lý tính chịu mài mòn cũng được cải thiện.
2.2.4. Xử lý Formol
Dùng Axit mạnh hoặc xúc tác muối vô cơ dùng hơi Formol (FA) để xử lý vật liệu
Cellulose do phản ứng liên kết giao nhau của Formol, làm cho các chuỗi phân tử
Cellulose tăng thêm c ầu nối, từ đó dưới điều kiện tỷ lệ tăng trọng thấp (PL = 2 - 4%) có
thể làm cho vật liệu xử lý đạt được tỷ lệ trương nở cao, ASE = 60 - 70%
2.2.5. Xử lý bằng Urea
Đem gỗ ngâm vào trong dung dịch Urea 50% đối với gỗ có chiều dày 25 mm được
ngâm trong 10 ngày trong điều kiện nhiệt độ nhất định được sấy khô đến độ ẩm 20 - 30%
sau đó gia nhiệt đến dưới 100 0 C, tiến hành uốn ép, sấy khơ định hình. Như đối với gỗ
Shan mao ju và Xiangshu sau khi được ngâm xử lý trong urea, tính năng uốn của nó có
thể đạt khoảng 1/6.
Để thu được hiệu quả uốn nén càng tốt, trước khi uốn đem gỗ ngâm vào dung dịch
Urea đun nóng trong 15 - 20 phút. Khi cần uốn gỗ tương đối dày, cần phải duy trì độ ẩm
của gỗ trong khoảng 20 - 30%, sau đó dùng đai kim loại để uốn, đồng thời sấy khơ đến
độ ẩm thích hợp. Khi ở điều kiện đó, đợi khi đã thành hình thì có thể tháo dỡ.

19

Luan van


Trong thực tế của chuyên đề này, ở dạng dung dịch Urea bị thuỷ phân khi đun

nóng thành amơniac và khí CO2 :
to
H2 N - CO – NH2  NH3 + CO2 + H2 O

Vì vậy cơ chế hố mềm, dẻo gỗ của Urea cũng tương tự amoniac.
Một số phương pháp đưa hoá chất vào gỗ
Phương pháp ngâm tẩm hoá học được phân thành: phương pháp áp lực và phương
pháp thường.
- Phương pháp ngâm thường: phương pháp này được chia thành phương pháp ngâm và
phương pháp tẩm nóng lạnh.
+ Phương pháp ngâm: Là dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất trong phịng hoặc có
gia nhiệt. Đem gỗ ngâm vào trong dung dịch hố học có nồng độ thấp làm cho gỗ thấm
hút chất hoá học.
+ Phương pháp ngâm tẩm nóng lạnh: nguyên lý là đem gỗ đặt trong dung dịch hoá
học được gia nhiệt ở điều kiện thường áp trong nhiều giờ tuỳ thuộc vào sự tăng cao nhiệt
độ bên trong mà lượng khơng khí bên trong giãn nở. Lúc này nhanh chóng đem gỗ xử lý
nhúng vào dung dịch hố học nguội. Do sự lạnh đột ngột khơng khí trong gỗ co lại, trong
lịng gỗ xuất hiện chân không cục bộ, dựa vào sự chênh lệch áp xuất giữa bên trong gỗ và
dung dịch chất hoá học mà dung dịch hoá học bị thấm hút vào bên trong. Sự chênh lệch
nhiệt độ càng lớn thì sự thấm hút dung dịch hoá học vào trong gỗ càng nhiều.
- Phương pháp tẩm áp lực:
Đem gỗ ngâm vào dung dịch hoá học trong thùng kín dưới áp suất nhất định dung
dịch hoá học sẽ được thấm vào gỗ. Các phưong pháp ngâm tẩm áp lực thường là phương
pháp tế bào đầy và phương pháp chân khô ng hai lần.
Phương pháp này cho hiệu quả ngâm tẩm rất cao và tiết kiệm dược hoá chất nhưng
giá thành cao, thiết bị phức tạp.
2.4 Ổn định gỗ bằng phƣơng pháp hố nhi ệt
Ngồi phương pháp hoá học là dùng hoá chất thay đổi cấu chúc bên trong gỗ, người
ta còn dùng nhiệt để thay đổi cấu trúc của gỗ. Sử dụng nhiệt làm thay đổi cấu trúc của các
polime trong gỗ. Các thay đổi này có thể là các tính chất vật lý hoặc tính chất hố học. Sự

20

Luan van


thay đổi các tính chất hố học thường là kết quả của nhiệt phá vỡ các cấu thành hoá học
của gỗ.
2.5. Ổn định gỗ bằng phƣơng pháp Enzym
Trong những năm gần đây khi đứng trước những yêu cầu về môi trường người ta
đã nghĩ đến việc dùng Enzym trong biến tính gỗ. Trong khoa học hiện đại Enzym đóng
vai trị hết sức quan trọng và thường được sử dụng trong ngành công nghiệp giấy.
Enzym lacase là phương pháp tiên tiến được sử dụng cho các liên kết dạng sợi
lignin cellulose bởi phản ứng oxy hoá phức chất phenol (từ thành phần lignin trong gỗ)
khi gốc phenol được tạo ra sẽ tạo cho gỗ có khả năng chống chịu với nước và tăng độ
bền. Phương pháp này cũng có thể áp dụng trong ván nhân tạo khi thay thế các loại keo
tổng hợp. Điều này có ý nghĩa rất lớn vì nó vừa tăng độ bền, giảm khả năng ơ nhiễm môi
trường và tăng hiệu quả kinh tế.
Cơ chế phản ứng theo phương pháp Enzym được diễn tả bởi hai hoạt động xảy ra
cùng một thời gian. Đầu tiên là cơ chế oxy hoá trực tiếp lignin trên bề mặt sợi gỗ, trong
khi đó số nhóm phenol gia tăng từ dạng lỏng và dần rắn lại. Sự gia tăng số nhóm phenol
này kéo theo các tính chất của gỗ thay đổi theo hướng có lợi cho sử dụng.
Cơ chế phản ứng:
OH

O+
OCH3

OCH3

Laccase
O2
Lignin

Lignin

2.6. Ổn định gỗ bằng phƣơng pháp vật lý
2.6.1. Xử lý chống nƣớc
Xử lý chống nước bao gồm 2 mặt sau:
- Chống hút ẩm, xử lý tính năng chống hút nước.
- Chỉ xử lý kỵ nước qua tính năng chống hút ẩm.

21

Luan van


Đối với gỗ mà nói cho đến nay rất ít người nghiên cứu phân định rõ ràng về tính
chịu nước và kỵ nước. Thông thường được tiến hành nghiên cứu về phương diện xử lý kỵ
nước.
Gỗ có tính ẩm, mà đặc tính thích nước của nó thể hiện sự hút nước trên bề mặt của
nó, sử dụng dung dịch xử lý kỵ nước vừa phải có gốc thích nước (có thể tiếp xúc chặt chẽ
với bề mặt gỗ) lại vừa phải có gốc kỵ nước (bảo vệ bề mặt gỗ khơng ẩm). Hiệu quả xử lý
tốt xấu có liên quan đến tính chất hố học của bề mặt chất rắn, độ nhẵn bề mặt và tỷ lệ
khe rỗng. Gỗ do xử lý các loại dung dịch kỵ nước qua một năm thí nghiệm ngồi trời kết
quả chỉ rõ: thuốc kỵ nước có thành phần paraffin có tính bền lâu tốt nhất. Còn đối với
những loại khác như nhựa đường và nhựa Silic thì hiệu quả kỵ nước giảm dần theo thời
gian thí nghiệm. Ngồi ra chất kỵ nước cịn có hiệu quả hút vật ơ nhiễm trong khơng khí,
do đó làm gỗ được xử lý bị giảm hiệu quả đi rõ rệt.
2.6.2. Xử lý chống ẩm

Phương pháp xử lý chống ẩm thường dùng nhất là phủ lên bề mặt một loại chất
phủ hoặc dán một lớp vật liệu lên mặt. Gỗ khi đã được xử lý phủ bề mặt, cũng như khoác
lên một màng bảo vệ, ngăn cách gỗ với khơng khí, nước, ánh sáng và các loại dung dịch
khác hay côn trùng, nấm mốc và vật bẩn không cho trực tiếp tiếp xúc, nhưng điều quan
trọng hơn là làm chậm tốc độ khuyếch tán của khơng khí ẩm xâm nhập vào gỗ, ức chế sự
hút hơi nóng, từ đó mà giảm bớt sự tổn thất đến mức độ thấp nhất do trương nở hay co
rút gây nên, loại phương pháp này gọi là che phủ bề mặt. Vật liệu che phủ thường dùng là
sơn phenol - formaldehyde, nitro cellulose….độ dày của màng sơn tỷ lệ thuận với hiệu
quả chống ẩm. Hạn chế của phương pháp này ở chỗ tính thấm của gỗ được xử lý và tính
thân nước khơng có sự thay đổi về bản chất. Do đó, một khi màng sơn chất phủ bị lão
hoá, bong rơi, gỗ bị xử lý sẽ mất đi hiệu quả chống ẩm. Ngồi ra, cịn có thể đem hồ tan
chất kỵ nước (như Tùng hương, paraffin…) vào dung môi dễ bay hơi (như Benzen,
Metan…) tạo thành hỗn hợp có tính lưu động cao độ nhớt thấp có thể thấm vào trong gỗ,
sau khi dung môi bay hơi chất kỵ nước sẽ lưu lại trên bề mặt và bên trong gỗ, phương
pháp này gọi là ngấm phủ bề mặt.

22

Luan van