ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN VẬT LIỆU COMPOSIT ĐI TỪ SỢI TỰ NHIÊN

Trờng ĐH Bách khoa Hà Nội






Báo cáo tổng kết đề tài:

Nghiên cứu và phát triển vật liệu
composit đi từ sợi tự nhiên


Cnđt: Bùi Chơng













7966

Hà nội 2009

MỤC LỤC

PHẦN I. BÁO CÁO KỸ THUẬT PHÍA VIỆT NAM
Chương 1. Tổng quan
Chương 2. Khảo sát các nguồn sợi tự nhiên Việt Nam
Chương 3. Thực nghiệm
Chương 4. Tách và xác định các đặc tính sợi tự nhiên
Chương 5. Xử lý và biến tính sợi tự nhiên
Chương 6. Chế tạo compozit sợi tự nhiên – nhựa nhiệt dẻo
Chương 7. chế tạo compozit sợi tự nhiên – nhựa nhiệt rắn
KẾT LUẬN PHẦN BÁO CÁO KỸ THUẬ
T
PHẦN II. TÓM TẮT BÁO CÁO KỸ THUẬT PHÍA BỈ
PHẦN III. CÁC HOẠT ĐỘNG KHÁC
1. Trao đổi cán bộ
2. Đào tạo
3. Sinh hoạt học thuật
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận chung
2. Kiến nghị
PHỤ LỤC

1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Mở đầu
Vật liệu composite đã có mặt từ khá lâu trong hầu hết các lĩnh vực: từ
công nghiệp dân dụng, y tế, thể thao, xây dựng, giao thông vận tải cho đến các
ngành công nghiệp nặng (đóng tàu, hóa chất, điện lực…) và đặc biệt trong
ngành hàng không vũ trụ. Vật liệu composite có nhiều ưu điểm nổi bật như
khối lượng riêng nhỏ (nhẹ hơn thép 4-6 l

ần), độ bền cơ học cao, chịu mài mòn,
không dẫn điện, chịu hóa chất và bền khí hậu.
Ở Việt Nam, hiện nay tiêu thụ khoảng 5.000 tấn/năm với nhiều sản
phẩm đã đi vào đời sống, với các mặt hàng gia dụng như bàn, ghế, bồn tắm, đồ
chơi và các sản phẩm công nghiệp như thuyền bè, canô, bồn chứa hoá chất
đem lại nhiều lợi ích và hi
ệu quả trong kinh tế.
Sự phát triển mạnh mẽ của vật liệu polyme compozit gia cường bằng sợi
tổng hợp đã đặt ra những thách thức to lớn đối với nhân loại do sự gia tăng
lượng chất thải khó phân hủy vào môi trường. Chính vì vậy trong hai thập kỷ
gần đây, việc sử dụng sợi tự nhiên để thay thế một phần hoặc toàn bộ cho sợi
tổng h
ợp đã và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Việc mở
rộng nghiên cứu ứng dụng loại sợi tre nói riêng và sợi tự nhiên nói chung vào
lĩnh vực vật liệu PC với các loại nhựa nền khác nhau là một hướng ứng dụng
mới không những đem lại hiệu quả kinh tế cao mà còn góp phần đáng kể việc
bảo vệ môi trường.
Trong số những sợi tự nhiên được sử d
ụng gia cường trong vật liệu
compozit, tre nứa là vật liệu có tỷ trọng thấp và độ bền cơ lý cao, lại sẵn có, rẻ
tiền, nguồn nguyên liệu dồi dào có khả năng tái tạo và phân hủy sinh học.
Hiện nay, vật liệu PC sợi tre/nền PEKN có nhiều ưu điểm như dễ gia công, giá
thành rẻ, tính chất cơ lý khá tốt đã được chú trọng nghiên cứu và đạt được
những thành công nhất
định.
Tuy nhiên sợi tre cũng như các loại sợi tự nhiên khác đều có nhược
điểm chung là độ bám dính với nhựa nền kém. Tính chất cơ học của vật liệu
còn thấp cần phải khắc phục mới có thể cạnh tranh được với PC sợi tổng hợp.

2

Như chúng ta đã biết cơ tính của vật liệu composite gia cường sợi phụ
thuộc chủ yếu vào những đặc tính sau: cơ tính của các vật liệu thành phần, luật
phân bố hình học của vật liệu cốt, tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành
phần. Vật liệu cốt và nền phải liên kết chặt chẽ với nhau mới có khả năng tăng
cường và b
ổ sung tính chất cho nhau.
Đối với compozit gia cường sợi tre nói riêng và sợi tự nhiên nói chung,
xử lý bề mặt sợi là giải pháp hiệu quả nhằm tăng cường khả năng liên kết với
nền nhựa. Có nhiều phương pháp xử lý đã được đề cập đến như: xử lý kiềm,
biến tính bề mặt sợi bằng các phương pháp hóa học hay vật lý, v.v… Cho đến
nay, phương pháp xử lý kiềm vẫn là ph
ương pháp hiệu quả. Hiện nay, phương
pháp xử lý plasma lạnh là một trong những phương pháp xử lý vật lý thân
thiện với môi trường và có hiệu quả cao. Với bề mặt sợi, việc xử lý bằng
plasma sẽ làm tăng các liên kết ngang trên bề mặt sợi, năng lượng bề mặt tăng
hoặc giảm, các gốc nhóm hoạt động có thể được tạo thành, Tùy vào từng loại
plasma và từng loại sợi mà hi
ệu quả xử lý thu được là khác nhau.
Gần đây, những tiến bộ trong kỹ thuật xử lý sợi cùng với việc sử dụng
các chất liên kết, các phương pháp gia công phù hợp và đặc biệt sử dụng
compozit lai tạo giữa sợi tre và sợi thủy tinh đã làm tăng đáng kể tính chất cơ
lý của chúng [1,2,3,4].
1.1. Khái niệm về vật liệu compozit
Thiên nhiên đã tạo ra những vật liệu composite từ hàng triệ
u năm nay. Gỗ
và xương được coi như những vật liệu composite từ tự nhiên. Gỗ bao gồm các
sợi xenlulo bền kéo và uốn, được hóa cứng nhờ liên kết với nền lignin. Còn
xương với độ dai và độ bền nhờ sự phân tán các mảng xương cứng dạng tinh
thể của hydroxyapatit (khoáng) trong dạng nền mềm dẻo với các sợi collagen
(protein).

Áp dụng composite thật ra đã có từ thời kỳ mông muội của nhân loại.
Người cổ Ai Cập biết dùng rơm rạ trộn với bùn làm gạch xây nhà. Các loại
cung nỏ được làm bằng gỗ với những lớp sừng, gân động vật dán lên để làm
tăng sức bật. Ngày nay, composite hiện diện từ những kiến trúc xây dựng to

3
lớn như cầu đường, nhà cao tầng, những phương tiện di chuyển như phi cơ,
tàu thủy, ô tô đến những vật gia dụng bình thường.
Về mặt cấu tạo, vật liệu composite bao gồm một hay nhiều pha gián đoạn
phân bố đều trên một pha nền liên tục. Nếu vật liệu có nhiều pha gián đoạn ta
gọi là composite hỗn tạp. Pha gián đoạn thường có tính chất trội hơn pha liên
tục. Pha liên tục gọi là nền. Pha gián đoạn gọi là cốt hay vật liệu tăng c
ường.
Những ưu điểm của vật liệu composite khi so sánh với những vật liệu
truyền thống khác gồm:
- Độ bền và độ cứng cao so với khối lượng.
- Khối lượng riêng thấp.
- Bền ăn mòn.
- Có thể thiết kế tính dẻo.
- Giá thành sản xuất giảm.
- .v v
1.2. Thành phần của vật liệu compozit
Những thành phần c
ủa vật liệu composite bao gồm: vật liệu nền, cốt gia
cường, chất độn và phụ gia
Vật liệu nền (matrix)
vật liệu nền (kết dính) là pha liên tục, đảm bảo cho
sự liên kết và làm việc hài hòa giữa các thành phần của composite với nhau,
đảm bảo tính liền khối của vật liệu, tạo ra các kết cấu composite, phân bố lại
chịu tải khi một phần cốt đã bị đứt gãy để đảm bảo tính liên tục của kết cấu.

Ngoài ra, vật liệu nền cũng quyết định một ph
ần lớn khả năng chịu nhiệt, chịu
ăn mòn của vật liệu và nó cũng là cơ sở để xác định phương thức công nghệ
chế tạo sản phẩm. Chức năng chính của nhựa nền là truyền ứng suất tới các
cốt gia cường, nó liên kết và bảo vệ các cốt khỏi sự phá hủy cơ lý và môi
trường. Phụ thuộc vào tính chất của composite cần chế t
ạo, người ta chọn loại
nền phù hợp trong 4 nhóm: kim loại, ceramic, polyme và hỗn hợp.
Thành phần cốt gia cường (reinforcement)
là pha không liên tục (các sợi,
hạt,…) nhằm đảm bảo cho composite có được những tính năng cơ học cần
thiết, đồng thời cốt phải nhẹ để tạo nên độ bền riêng cao. Cốt có thể được làm

4
bằng tất cả các loại vật liệu : kim loại, ceramic và polyme. Tính chất cơ của
vật liệu composite phụ thuộc nhiều vào loại và khối lượng của vật liệu gia
cường. Với vật liệu gia cường là sợi thì tính chất cơ lý còn phụ thuộc vào
hướng của nó.
Chất độn và phụ gia
được sử dụng không chỉ làm giảm giá thành của sản
phẩm mà còn nhằm giúp cho sản phẩm đạt được những tính chất riêng mà nếu
sản phẩm composite không có nó thì không thể có được như tăng độ bền cơ,
giảm độ co ngót, tăng độ bền cháy ,… của sản phẩm composite.
1.3. Sợi tự nhiên
Việc sử dụng rộng rãi các vật liệu polyme compozit từ các loại sợi
truyền thống như
sợi thủy tinh, cacbon, bo và kevlar đã gây những tác động
xấu tới môi trường do phế thải sau khi sử dụng rất khó bị phân hủy. Vì vậy
trong vài thập kỷ gần đây việc nghiên cứu và phát triển những loại vật liệu PC
có khả năng phân hủy sinh học, thân thiện môi trường đã thu hút nhiều sự

quan tâm của các nhà khoa học. Một trong những giải pháp đó là sử dụng sợi
có nguồn gốc tự
nhiên như sợi đay, sợi tre, xơ dừa, xidan và dứa,… làm vật
liệu gia cường.
Ưu điểm của sợi tự nhiên :

- Có nguồn nguyên liệu dồi dào, có thể tái tạo với chi phí thấp.
- Tỷ trọng thấp, dẫn đến độ bền và độ cứng riêng cao hơn sợi thủy tinh.
- Chịu uốn dẻo cao, thích hợp cho các sản phẩm chịu uốn.
- Sợi có khả năng biến đổi hóa học bề mặt cao.
- Dễ gia công hoặc tái chế, không mài mòn thiết bị, vốn đầu tư
thấp.
- Không độc hại, không gây kích thích da.
- Phế thải sau sử dụng có thể phân hủy sinh học hoặc phân hủy hoàn
toàn bằng nhiệt.
Nhược điểm:

- Tính chất cơ học thấp hơn so với sợi tổng hợp, tuy nhiên có thể nâng
cao độ bền vật liệu compozit nhờ lai tạo với sợi tổng hợp.

5
- Có độ hút ẩm cao (với hàm lượng hơi ẩm từ 3-13%) dẫn đến làm giảm
độ bền của sản phẩm. Có thể khắc phục bằng cách axetyl hóa bề mặt sợi
hoặc sơn phủ bề mặt sản phẩm.
- Sợi có độ phân cực khá lớn nên tương hợp kém với đa số nền nhựa
không ưa nước dẫn đến tính chất cơ lý, hóa củ
a sản phẩm không cao.
- Nhiệt độ gia công sản phẩm thấp (< 200
o
C) do tính chịu nhiệt kém.

1.3.1. Phân loại sợi tự nhiên
Sợi tự nhiên có thể được phân loại theo nguồn gốc như sau:













1.3.2. Thành phần hóa học của sợi tự nhiên
Thành phần hóa học của sợi tự nhiên thay đổi phụ thuộc vào từng loại
sợi. Thành phần hóa học cũng như cấu trúc của sợi thực vật khá phức tạp.
Phần lớn các sợi thực vật, trừ sợi bông, đều bao gồm những thành phần chính
là xenlulo, hemixenlulo và lignin. Tính chất của những thành phần này đều
góp phần vào tất cả các tính chất c
ủa sợi. Hemixenlulo là nguyên nhân chính
gây phân hủy sinh học, thấm ẩm và phân hủy nhiệt của sợi, trong khi đó lignin
góp phần chịu nhiệt nhưng lại dễ phân hủy bởi tia UV.
Tỷ lệ phần trăm thành phần cấu tạo của các thành phần trên thay đổi theo
từng loại sợi. Thông thường, sợi có từ 60-80% xenlulo, 5-20% lignin và 10-
Sợi gỗ mềm (cây hạt trần)
Sợi từ vỏ cây (lanh, gai, đay, dâm bụt,…)
Sợi gỗ cứng (cây hạt kín)
Sợi từ lá cây (xidan, chuối abaca,…)

Sợi gỗ
Các
loại
sợi tự
nhiên
Sợi phi gỗ
Sợi từ quả (xơ dừa,…)
Sợi từ hạt (bông, )
Sợi từ thân cây (tre nứa, rơm, cọ,…)
Hình 1.1. Phân loại sợi tự nhiên.

6
20% hơi ẩm. Lớp vỏ của sợi chịu sự nhiệt phân khi tăng nhiệt gia công và góp
phần tạo nên dạng than. Những lớp than này giúp bảo vệ cho lignoxenlulo
khỏi bị phân hủy nhiệt thêm nữa. Thành phần hóa học của một số loại sợi tự
nhiên được thể hiện ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loại sợi tự nhiên.
Thành phần theo % khối lượng
Loại sợi
Xelulo Hemixelulo Lignin Pectin Sáp Nước
Đay 61,0 20,4 13,0 0,2 0,5 12,6
Lanh 71,0 18,6 2,2 2,3 1,7 10,0
Gai 74,4 17,9 3,7 0,9 0,8 10,8
Gai dầu 68,6 13,1 0,6 1,9 0,3 8,0
Xidan 78,0 10,0 8,0 - 2,0 11,0
Xơ dừa 48,0 0,3 45,0 4,0 - 8,0
1.3.3. Cấu trúc của sợi
Bản thân sợi tự nhiên cũng là vật liệu compozit. Sợi cấu thành từ các vi
sợi xenlulo dạng tinh thể gia cường cho nền vô định hình của lignin và
hemixenlulo. Xenlulo cung cấp độ bền trong khi lignin và hemixenlulo cung

cấp độ dai và bảo vệ sợi. Những sợi xenlulo này gồm có nhiều sợi nhỏ chạy
dọc theo chiều dài của sợi. Liên kết hydro và những liên kết khác giúp cho sợi
có độ bền và độ cứng cần thi
ết.
1.3.4. Tính chất cơ lý của sợi
Tính chất cơ học và vật lý của sợi tự nhiên thay đổi phụ thuộc vào thành
phần hóa học và cấu trúc, loại sợi và điều kiện sinh trưởng. Bảng 1.2 cho thấy
sự so sánh giữa một số loại sợi tự nhiên với sợi tổng hợp.
Như đã thấy ở Bảng 1.2, độ bền kéo của sợi thủy tinh về c
ơ bản cao hơn
các sợi tự nhiên. Tuy nhiên, với tỷ trọng thấp thì các tính chất riêng, độ bền và
độ cứng của sợi tự nhiên có thể so sánh giá trị với sợi thủy tinh.
Có thể nhận thấy là các khoảng giá trị của sợi tự nhiên là khá lớn khi so
với các sợi tổng hợp. Đây là một hạn chế và nguyên nhân là do sợi có cấu trúc

7
khác nhau trong những điều kiện môi trường phát triển khác nhau cũng như do
thay đổi theo từng phần của cây. Những nghiên cứu đã cho thấy những sợi tự
nhiên có hiệu quả là những sợi có hàm lượng xenlulo cao cùng với góc xoắn
của các vi sợi nhỏ. Trong số sợi tự nhiên, sợi gai và gai dầu có độ bền kéo và
môđun cao hơn nhờ lượng xenlulo cao và góc vi sợi thấp. Những yếu tố khác
cũng góp phần ả
nh hưởng tới tính chất sợi đó là độ tuổi cây, quá trình gia công
tách sợi, các khuyết tật,…
Bảng 1.2. Tính chất một số sợi tự nhiên và sợi tổng hợp.
Sợi
Tỷ trọng
(g/cm
3
)

Độ bền kéo
(MPa)
Môđun
E (GPa)
Độ dãn dài
khi đứt (%)
Hấp thu
hơi ẩm (%)
Thủy tinh E 2,6 2000 76 2,6 -
Tre nứa 1,4 450-800 18,5-30 1,3 13
Lanh 1,4 800-1500 60-80 1,2-1,6 7
Gai dầu 1,48 550-900 70 1,6 8
Đay 1,3 393-773 26,5 1,5-1,8 12
Xơ dừa 1,25 220 6 15-25 10
Bông 1,51 400 12 3-10 8-25
Xidan 1,33 600-700 38 2-3 11
Dâm bụt Đông
ấn Độ
1,5 350-600 40 2,5-3,5 -
Sợi tự nhiên có thể được gia công xử lý theo nhiều cách khác nhau, từ đó
tạo ra những tính chất cơ lý khác nhau. Lấy ví dụ môđun đàn hồi của sợi tự
nhiên dạng khối như gỗ là khoảng 10GPa. Còn sợi xenlulo tách ra từ gỗ bằng
quá trình nghiền hóa học có môđun tới 40GPa. Những sợi này có thể được
chia nhỏ tiếp thành các sợi nhỏ có môđun đàn hồi tới 70GPa bằng việc thủy
phân rồi tách bằng cơ học. Theo tính toán lý thuyết môđun đàn hồi của chuỗi
xenlulo có thể tới 250GPa, tuy nhiên chưa có công nghệ nào có thể tách thành
những dạng sợi nhỏ như vậy. Đây chính là vấn đề cần được quan tâm trong
tương lai.
Bản chất hút nước của mọi sợi xenlulo là vấn đề chính khi sử dụng gia

8
cường cho compozit. Hàm lượng hơi ẩm của sợi trong điều kiện tiêu chuẩn có
thể tới 10% phần trọng lượng, còn phụ thuộc vào số lượng các phần phi tinh
thể và độ rỗng của sợi. Khả năng hút nước của sợi tự nhiên ảnh hưởng tới các
tính chất cơ lý cũng như vật lý của sợi [1, 4-9,14].
1.3.5. Các phương pháp xử lý bề mặt của sợi tự nhiên
Như chúng ta đã biết compozit sợi tự nhiên có tính chất cơ lý thấp hơn
compozit sợi thủy tinh, đặc biệt là độ bền va đập. Nguyên nhân chính là do sợi
tự nhiên có tính chất cơ lý thấp. Thêm nữa là do ảnh hưởng bởi tính thấm, hút
ẩm và phân hủy nhiệt của sợi, bám dính sợi/nhựa kém. Chất lượng của bề mặt
tương tác giữa sợi / nền đóng vai trò quan trọng cho việc sử dụng sợi tự
nhiên
làm sợi gia cường cho compozit. Vì vậy những phương pháp vật lý và hóa học
đã được sử dụng nhằm giải quyết vấn đề này, từ đó tính chất của compozit
được nâng cao.
Sự truyền ứng suất ở bề mặt phân chia giữa hai pha sợi-nền nhựa được
xác định bởi mức độ kết dính, đây là yếu tố cần thiết để truyền hiệu quả ứng
su
ất và phân bố tải tác động lên hệ thông qua bề mặt phân chia pha. Do đó, để
có một cơ tính tốt của vật liệu composite này, sự cải thiện tương tác trên bề
mặt phân chia pha trở thành mối quan tâm hàng đầu của các nghiên cứu ứng
dụng sợi xenlulo. Theo hướng này, bề mặt sợi sẽ được bọc phủ một màng chất
liệu có tính tương thích với nhựa nền. Màng chất liệu chứa các chấ
t gắn kết
(coupling agent) đóng vai trò như một cầu nối hóa học trung gian giữa nhựa
nền và sợi. Việc biến tính cho sợi có thể thực hiện bằng phương pháp vật lý
hoặc hóa học.
Một số phương pháp xử lý hóa học được sử dụng nhằm mục đích biến
đổi tính chất bề mặt của sợi và tăng cường tính năng của nó như:
a. Xử

lý kiềm (Akali treatment - Mercerization)
Như đã nói ở phần trước (1.3.2.) trong sợi tự nhiên ngoài xenlulô là thành
phần chính còn có những thành phần khác như lignin và hemixelulô, cũng
đóng một vai trò quan trọng trong tính chất đặc trưng của sợi. Tuy nhiên
chúng lại làm giảm khả năng kết dính giữa sợi và nhựa nền.

9
Hiệu quả của việc xử lý kiềm bao gồm: là tăng độ nhám bề mặt sợi giúp
tăng độ bám dính cơ học theo kiểu interlocking, đồng thời, xử lý kiềm loại bỏ
các lignin, sáp bám quanh sợi xenlulo giúp lộ ra các nhóm chức hoạt động của
mạch xenlulo trên vi sợi.
Hiệu quả của nó phụ thuộc vào loại, nồng độ dung dịch, thời gian, và
nhiệt độ xử lý. Một số nghiên cứu cho thấ
y khi nồng độ kiềm cao sẽ làm giảm
khả năng chịu nhiệt của sợi, kèm theo việc tẩm sợi bằng chất làm trương có
tính kiềm mạnh là phản ứng với các chất hóa học khác, các nhóm hydroxyl
trong phân tử xenlulose có thể được thay thế. Sự thay thế nhóm chức hydroxyl
cho sợi có mức độ kết tinh giảm.
Xen-OH + NaOH → Xen-ONa + H
2
O
Việc xử lý kiềm sợi tự nhiên nhằm làm tăng tính bền cho sợi gia cường
đã được nghiên cứu khảo sát khá nhiều. Goda và các đồng nghiệp đã phát triển
một cách xử lý hóa học mới với việc sử dụng tải trọng đối với sợi gai. Sợi gai
đã được xử lý kiềm với dung dịch NaOH 15% cùng với tải sử dụng là 0,098N
trong hai giờ. Sợi gai đơn sau đó được đ
em thử tính chất kéo. Kết quả cho thấy
sợi có xử lý kiềm có biến dạng khi đứt từ 6-8%, cao gấp 2-3 lần sợi chưa xử
lý. Tuy nhiên, độ bền kéo của sợi cho thấy không giảm nhiều. Như vậy độ
biến dạng tăng nhiều song độ bền không giảm cho thấy độ dai của sợi tăng

đáng kể.
Ngoài ra, góc của các vi sợi thể hiện vị trí xoắn ốc trong l
ớp thứ hai của
tế bào sợi, sẽ giảm khi chịu tải trong quá trình xử lý kiềm, nâng cao độ bền
của sợi. Việc cải thiện độ biến dạng khi đứt của sợi tự nhiên cũng đã được
Bledzki và đồng sự tiến hành với sợi gai dầu [4, 19].
b. Thay đổi sức căng bề mặt hay xử lý bằng anhydric axetic (acetyl hóa)

Năng lượng bề mặt của sợi tự nhiên có liên quan chặt chẽ đến khả năng
hút nước của sợi. Nhiều nghiên cứu cho thấy phương pháp làm tăng sức căng
bề mặt sẽ làm giảm tính hút nước của sợi tự nhiên. Điều này giúp cho sợi phân
tán và tương hợp tốt hơn với nền nhựa không ưa nước như PP,…
Acetyl hóa được ứng dụng rộng rãi trong việ
c xử lý sợi xenlulô nhằm ổn

10
định lớp vỏ sợi, nâng cao độ ổn định kích thước và độ phân hủy môi trường.
Việc xử lý bằng cách ngâm sợi tre nứa trong dung dịch anhydric axetic có
hoặc không có axit xúc tác. Các trường hợp xảy ra:
- Có xúc tác axit
Xen OH CH
3
COOH
(CH
3
CO)
2
O
H
2

SO
4
OCCH
3
O
Xen H
2
O

- Không có xúc tác axit
Xen OH
CH
3
COCCH
3
OO
Xen O C CH
3
O
CH
3
COOH

Do axit axetic không phản ứng triệt để với xenlulo nên anhydrit axetic
được sử dụng để thay thế. Tuy nhiên, anhydrit axetic không phải là tác nhân
làm trương xenlulo tốt nên để xúc tiến phản ứng, đầu tiên ngâm vật liệu
xenlulo trong axit axetic rồi sau đó xử lý với anhydrit axetic ở nhiệt độ cao
hơn, trong khoảng 1 đến 3 giờ. Đối với sợi không được kiềm hóa phản ứng sẽ
xảy ra nhanh hơn. Axetyl hóa nhóm hydroxyl sẽ làm trương tường tế bào sợi,
giảm

đáng kể tính hút nước của sợi xenlulo. Kết quả là kích thước của
compozit được ổn định.
Trần Vĩnh Diệu và cộng sự đã tiến hành acetyl hóa sợi tre nhằm tìm ra
điều kiện thích hợp cho việc xử lý. Kết quả cho thấy sợi tre đã giảm khả năng
hút ẩm, tăng độ bám dính với nền nhựa PP, nhờ đó làm tăng độ bền kéo của
vật liệ
u compozit (50% sợi tre) tới 15%. Đối với sợi luồng có đôi chút khác
biệt. Nhóm của Phan Thị Minh Ngọc cũng đã tìm được điều kiện tối ưu cho
phản ứng acetyl hóa sợi luồng và khẳng định hiệu quả của quá trình xử lý đối
với sợi. Tuy nhiên khảo sát cho thấy độ bền kéo của PP gia cường bằng sợi xử
lý và không xử lý gần như không có sự khác biệt. Nguyên nhân được cho rằng
trong quá trình acetyl hóa, phần tinh thể của xenlulô của sợi giảm đi nên mặc
dù liên kết của sợi và nhựa nền được cải thiện song độ bền kéo vẫn giảm vì
chính phần tinh thể quyết định tính chất cơ lý của sợi [2,4].


11
c. Tẩm sợi
Một cách khác để tạo sự tương tác tốt hơn giữa nhựa - sợi là tẩm sợi bằng
một lớp monomer của polymer đầu tiên có tính tương thích với nền nhựa. Sợi
được tẩm bằng một monomer lỏng sau đó chúng được đem đi trùng hợp tại
chổ bằng xúc tác, nhiệt độ hay chiếu xạ.
d. Ghép nối hóa học

Đây là phương pháp biến đổi hóa học quan trọng nhằm tăng cường khả
năng liên kết ở bề mặt phân chia pha giữa sợi và nhựa. Bề mặt sợi được xử lý
với một hợp chất, tạo cầu nối liên kết hóa học giữa sợi và nhựa. Phương pháp
ghép nối hóa học bao gồm:
- Đồng trùng hợp ghép
- Xử lý với hợp chất có chứa nhóm metanol

- Xử lý với các polymer gốc izocynate
- Xử lý bằng triazin
- Xử lý bằng hợp chất cơ silan
 Đồng trùng hợp ghép
Đây là một phương pháp có hiệu quả để biến tính hóa học sợi tự nhiên.
Trong phương pháp này, phản ứng được khởi đầu bởi các gốc tự do của phân
tử xenlulo. Xenlulo được xử lý bằng dung dịch nước có các ion được lựa chọn
và đặt vào nguồn bứ
c xạ năng lượng cao. Phân tử xenlulo bị gãy và tạo thành
các gốc. Tiếp đến, các vị trí gốc tự do của xenlulo được xử lý với dung dịch
thích hợp (tương hợp với nền polyme), thí dụ: vinyl monome, acrylonitril,
metyl metacrylat, polystyren. Kết quả là tạo thành copolyme có các tính chất
đặc trưng cho cả sợi xenlulo và copolyme ghép.
Một thí dụ là xử lý sợi xenlulo bằng copolyme polypropylen-maleic
anhydrit (MAH-PP) đun nóng sẽ tạo thành liên kết đồng hóa trị xuyên qua
vùng phân chia pha. Cơ chế của phản ứng chia thành hai giai
đoạn:
Giai đoạn 1: Hoạt hóa copolyme bằng cách đun nóng ở nhiệt độ 170
o
C trước
khi xử lý sợi:

12
HO C
O
CH
2
CHCHO
O
C

C
O
CH
2
CHC
O
C
O
H
2
O
M¹ch PP
M¹ch PP

Giai đoạn 2: este hóa xenlulô.
PP
Sîi xenlul«
OH
OH
M¹ch
C
O
CH
2
CHC
O
C
O
Sîi xenlul«
M¹ch PP

C
O
CH
2
CHC
O
C
O
O
PPM¹ch
Sîi xenlul«
HH
O
OC
O
CH
2
CHC
O
CO

Sau xử lý ta thu được sợi có năng lượng bề mặt tăng lên với mức bằng
năng lượng bề mặt của nền polyme. Độ thấm ướt tốt hơn và độ bám dính giữa
các pha tốt hơn. Mạch PP có khả năng kết tinh theo đoạn và hình thành kết
tinh nội giữa sợi đã biến tính và nền PP. Kết quả tương tự đã được nhiều khảo
sát vớ
i sợi tre cho kết quả tốt.
Một ví dụ khác về việc xử lý sợi tre bằng acrylonitryl, tạo ra liên kết giữa
sợi xenlulô với acrylonitryl bằng phản ứng:
Xen-OH + CH

2
=CH-CN → Xen-O-CH
2
-CH
2
-CN
Phản ứng trên được tiến hành với xúc tác NaOH ở nhiệt độ phòng hoặc
nhiệt độ cao hơn (40-60
o
C). Kết quả cho thấy bề mặt sợi tre sau xử lý sạch và
đồng nhất hơn, góc tiếp xúc với nước tăng, giúp tương hợp tốt hơn với nền PP.
Nhìn chung, phương pháp đồng trùng hợp ghép tuy có hiệu quả cao
nhưng quá trình tiến hành lại khá phức tạp [4, 9].
 Xử lý với hợp chất có chứa nhóm metanol
Các hợp chất chứa nhóm methanol (CH
2
OH) sẽ tạo liên kết đồng hóa trị

13
với sợi. Số các hợp chất được biết đến và ứng dụng là khá nhiều. Các liên kết
hydro có thể được tạo ra trong những phản ứng này. Thường người ta dùng
các dimmer, trimer của phenol-formaldehyde hoặc polyesteramidepolyol.
Phương pháp xử lý bằng hợp chất chứa nhóm metanol trước khi chế tạo
sản phẩm compozit với nền là polyeste không no (PEKN) làm giảm khả năng
hút ẩm và làm tăng khả năng chịu ẩm của vật liệu compozit gia cườ
ng bằng
sợi thực vật.
 Xử lý với các polymer gốc isocynate
Tính chất cơ lý của compozit gia cường sợi gỗ với nhựa nền như PVC
hoặc PS có thể được tăng cường với việc xử lý isoxyanat sợi xelulô hoặc nhựa

nền. Ở đây, PMPPIC (polymetylen-polyphenyl-isocyant) thường được sử
dụng ở dạng tinh khiết hoặc dung dịch với vai trò như một chất hóa dẻo, tạ
o
liên kết hóa học tới nền xelulo bằng liên kết đồng hóa trị. Với PS thì PMPPIC
có cùng vòng benzen nên bám dính tốt với nhau nhờ mở rộng vùng của
electron π.
 Xử lý bằng triazin.
Dẫn xuất của triazin tạo thành liên kết đồng hóa trị với sợi xenlulo theo
sơ đồ sau:





Độ hút ẩm được giảm xuống vì những lý do sau:
- Giảm số nhóm hydroxyl dễ hút ẩm trong xenlulo.
- Giảm độ ưa nướ
c của bề mặt sợi.
- Hạn chế sự trương nở của sợi bằng cách tạo mạng lưới liên kết đồng
hóa trị giữa nền polyme và sợi.
 Xử lý bằng hợp chất cơ silan.
Hợp chất cơ silan có công thức tổng quát sau: R – ( CH
2
)
n
– Si(OR
’
)
3

Sîi xenlul«
N
NN
Cl
ClCl
RNH
2
N
NN
NH
ClCl
R
N
NN
NH
ClO
R


14
n= 0-3 và OR
’
là nhóm alkoxy có khả năng thủy phân, R là nhóm chức hữu cơ
như NH, COO, -NCO, -CN, -CH=CH
2
Tuy nhiên phải tùy thuộc vào nền
nhựa mà lựa chọn sao cho hợp lý.
Cơ chế chung của quá trình hình thành liên kết với bề mặt sợi thực vật
chứa nhóm hydroxyl như sau:
RSi(OR')

3
H
2
O
3
R'OH
2
3
H
2
O
2
RSi(OH)
3
Si(OH)
3
HO Si
R
OH
OSi
R
OH
OSi
R
OH
OH

HO Si
R
OH

OSi
R
OH
OSi
R
OH
OH
+
Sîi xenlul«
OH
OH OH
HO Si
R
O
OSi
R
O
OSi
R
O
OH
Sîi xenlul«
O
HH
O
HH
O
HH
Sîi xenlul«
HO Si

R
O
OSi
R
O
OSi
R
O
OH
H
H
O
H
2
O

Alkoxylsilan trải qua quá trình thủy phân, ngưng tụ và tạo liên kết theo
cơ chế xúc tác axit hay bazơ. Phản ứng của nhóm silanol với nhóm hydroxyl
trên bề mặt xenlulo tạo nên cấu trúc polysilan. Gốc R trong silan sẽ liên kết
với nhựa nền trong compozit theo liên kết hóa học. Khi đó sẽ làm tăng tính
chất của vật liệu polyme compozit.
Bên cạnh những phương pháp hóa học, các phương pháp vật lý như kéo
giãn, cán láng, xử lý nhiệt và tạo sợi lai tạo không làm thay đổi thành phần hóa
h
ọc của sợi nhưng có thể thay đổi cấu trúc và tính chất bề mặt của sợi và do đó
tác động tới kết dính cơ học với polyme.
Phóng điện (corona, plasma lạnh) cũng là một phương pháp khác của xử
lý vật lý. Corona là một trong những công nghệ làm hoạt hóa quá trình oxi hóa
bề mặt được quan tâm nhất. Quá trình này sẽ làm thay đổi năng lượng bề mặt
sợi xelulo và trong trường hợp hoạt hóa với bề m

ặt gỗ sẽ làm tăng số lượng
nhóm andehyt. Sakata và các đồng sự đã nhận thấy tăng mức độ xử lý corona
sẽ làm tăng khả năng thấm ướt của gỗ. Phương pháp này cũng được sử dụng
thành công trong việc biến đổi sợi xenlulo, làm giảm độ nhớt nóng chảy và
silanol siloxan

15
làm tăng tính chất cơ lý của compozit PP/xenlulo.
Định nghĩa vật lý về plasma (phóng điện phát sáng) là một khí được ion
hóa về cơ bản là có sự cân bằng giữa lượng ion âm và ion dương. Nó có thể
tồn tại trong khoảng rất rộng của nhiệt độ và áp suất. Hào quang mặt trời, ánh
chớp, ngọn lửa và đèn neon quảng cáo, tất cả đều là những ví dụ về plasma.
Xử lý plasma lạnh cũng đạt được hi
ệu quả tương tự. Phụ thuộc vào loại
và bản chất của loại khí sử dụng mà bề mặt có thể được biến đổi theo mong
muốn. Liên kết ngang bề mặt có thể được đưa vào, tăng hoặc giảm năng lượng
bề mặt, các gốc tự do và nhóm hoạt động có thể được tạo ra
[4,11,13,14,19,24].
1.4. Compozit sợi tự nhiên
1.4.1. Một vài loại compozit dựa trên sợi tự nhiên
D
ựa trên những loại sợi và nhựa nền khác nhau có thể phân loại compozit
sợi tự nhiên thành các loại sau:
1.4.1.1. Compozit lai tạo từ sợi tự nhiên và sợi thủy tinh hoặc sợi cacbon
Thông thường, tính chất cơ lý và vật lý của compozit gia cường sợi tự
nhiên kém hơn nhiều so với gia cường sợi thủy tinh. Vì vậy việc sử dụng
compozit lai tạo giúp cho compozit gia cường sợi tự nhiên có thể cải thiện
được rất nhiều. Nhờ tính không th
ấm nước của sợi thủy tinh nên đã hạn chế rất
nhiều tác động của hơi ẩm tới tính chất cơ lý của vật liệu.

S. Mishra và các đồng sự đã thử nghiệm compozit lai tạo từ sợi lá dứa
(PALF)/thủy tinh và sợi sisal/thủy tinh trên nền nhựa polyeste không no. Kết
quả lai tạo sợi thủy tinh tối ưu là 8,6% và 5,7% (phần khối lượng) tương ứng
với PALF/thủy tinh-polyeste và sisal/th
ủy tinh-polyeste (Bảng 1.3).
Bảng 1.3. Tính chất cơ lý và độ thấm ẩm của mẫu thử compozit.
Mẫu compozit
Độ bền
kéo (MPa)
Độ bền
uốn (MPa)
Độ bền va
đập (J/m)
Hấp thụ
nước sau 24h
(%)
PALF (25%)-polyeste 42,5 68 68,12 12,5
PALF/thủy tinh-polyeste
(1)
70 98,7 127,38 7,6

16
Sisal (30%)-polyeste 68 99,67 110,25 10,6
Sisal/thủy tinh-polyeste
(2)
98,5 138 130,8 7,2
(1) PALF=16,4%, thủy tinh=8,6%; (2) Xidan=24,3%, thủy tinh=5,7% phần khối lượng.
Những số liệu khả quan này cho thấy hiệu quả của việc lai tạo khi tính
chất cơ lý vật liệu được tăng cường và độ thấm ẩm giảm đi nhiều. Điều này
dẫn tới khả năng có thể mở rộng những ứng dụng của những sản phẩm

compozit này trong công nghiệp ô tô và xây dựng [5,6,9,11,12,22].
1.4.1.2. Compozit có khả năng phân hủy sinh học
Về mặ
t sinh thái và bảo vệ môi trường việc phát triển vật liệu compozit
phân hủy sinh học mà ở đây là polyme phân hủy sinh học gia cường sợi tự
nhiên đã được đánh giá cao. Những nhựa có khả năng phân hủy sinh học bắt
nguồn từ xenlulo, tinh bột, axit lăctic,.v v… được sử dụng làm nhựa nền. Một
số loại đã được thương mại hóa như Biopol, PHB-HV copolyme, Bioceta,
Mater Bi hay Sconacell A. Hanselka và đồng nghiệp đã thử nghi
ệm sợi lanh
với một số loại nhựa nền kể trên (Bảng 1.4), kết quả cho thấy độ bền kéo và
môđun Young của những compozit này chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi từng nền
khác nhau và khả năng bám dính giữa sợi và nhựa nền.
Bảng 1.4. Tính chất cơ lý của sợi lanh gia cường
một số polyme có khả năng phân hủy sinh học
sợi lanh dạng vải dệt, hàm l
ượng sợi =50% thể tích).
Sợi – nhựa Độ bền kéo (MPa) Môđun Young (MPa)
Sợi lanh-Bioceta 65,7 1400
Sợi lanh-Sconacell A 106,9 8180
Sợi lanh- Mater Bi 124,3 10580
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy vật liệu compozit sinh học này hoàn toàn
có thể được ứng dụng cho những ứng dụng kết cấu như trong công nghiệp ôtô,
nội thất,…đặc biệt khi vấn đề môi trường được đề cao. Tuy nhiên thực tế hiện
nay cho thấy những nhựa có khả năng phân hủy sinh học có giá thành khá cao,
dẫn tới việc sử dụng chúng bị hạn chế, trong tương lai giá thành cần phải gi
ảm
[10,14,16].

17

1.4.1.3. Chất dẻo độn bột gỗ
Nhựa nhiệt dẻo (chủ yếu là HDPE, LDPE, PE clo hóa, PP, PS, PVC,…)
gia cường với một số loại chất độn gỗ đang được phát triển nhanh chóng nhờ
có nhiều ưu điểm như khối lượng nhẹ, độ bền và độ cứng chấp nhận được.
Việc gia công đơn giản, giá thành rẻ và ít ảnh hưởng tới môi trường. Từ lâu g
ỗ
đã được sử dụng làm vật liệu trong xây dựng và kỹ thuật. Các dạng của gỗ như
vỏ bào, sợi hay bột gỗ đã được sử dụng như tác nhân gia cường. Vì vậy những
vật liệu gỗ phế thải có thể được tận dụng thành những sản phẩm hữu ích, đặc
biệt là trong lĩnh vực nội thất. Những vấn đề chính của v
ật liệu này là: chất
lượng của nguyên liệu không ổn định; khả năng tương hợp bị hạn chế vì chất
độn gỗ có thể hút nước còn nhựa nền thì ngược lại; tính ổn định nhiệt hạn chế
trong quá trình gia công và hình dạng của sản phẩm bị cong vênh do sự nở của
gỗ.
Một vấn đề được đặt ra đó là nếu gỗ phế thải và nh
ựa nhiệt dẻo phế thải
được sử dụng thì những tính chất đặc trưng của những nguyên liệu này phụ
thuộc nhiều vào cách xử lý, nguồn gốc và tuổi của chúng. Nhìn về mặt tích
cực thì việc sử dụng gỗ phế thải và nhựa nhiệt dẻo phế thải có ý nghĩa to lớn
khi giải quyết được vấn đề tái chế và môi trường.
1.4.2. Phương pháp gia công compozit sợi tự
nhiên
Pha nền đóng vai trò quyết định trong tính năng của vật liệu compozit
polyme. Nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo đều được sử dụng nhiều làm nhựa
nền cho vật liệu compozit.
Trong compozit nền nhựa nhiệt rắn, khi đóng rắn nhựa tạo nên những
liên kết ngang, cấu trúc mạng lưới ba chiều. Nhờ đó vật liệu bền dung môi, dai
và bền dão. Công nghệ chế tạo compozit nhựa nhi

ệt rắn/sợi tự nhiên có thể là
lăn tay, phun, đúc chuyển nhựa, thấm hút chân không, …sợi tự nhiên ở đây
thường được dùng ở dạng dải, tấm mát.
Nhựa nhiệt dẻo có những ưu điểm riêng của mình. Một trong số đó là chi
phí sản xuất thấp, có thể thiết kế linh hoạt và dễ dàng cho những sản phẩm đúc

18
phức tạp. Tuy nhiên khi gia công nhiệt độ bị giới hạn, thấp hơn 200
o
C nhằm
tránh phân hủy nhiệt sợi tự nhiên. Công nghệ gia công gồm việc đùn những
thành phần tại nhiệt độ nóng chảy thành hình dạng mong muốn như đúc phun,
tạo hình nhiệt,… Tuy nhiên sợi tự nhiên thì ưa nước còn nhựa nhiệt dẻo lại kỵ
nước, liên kết hydro giữa các sợi sẽ rất mạnh dẫn tới giữ các sợi với nhau,
phân bố trong nhựa kém. Vì vậy cần xử lý sợ
i hoặc sử dụng thêm các gia công
bên ngoài để có thể làm giảm vấn đề này [18,19,23].
1.4.3. Ứng dụng của compozit sợi tự nhiên
Khoảng một thế kỷ trước đây, gần như mọi nguồn nguyên liệu cho sản
xuất nhiều sản phẩm trong gia đình và sản phẩm công nghệ đều từ các nguyên
liệu dệt tự nhiên. Ví dụ như vải dệt, lều, dây thừng và cả giấy đều làm từ
sợi tự
nhiên như sợi lanh, sợi gai. Với việc ra đời và phát triển nhanh chóng của các
loại chất dẻo thì những ứng dụng của sợi tự nhiên đã bị hạn chế rất nhiều.
Ngày nay, việc sử dụng sợi tự nhiên trong công nghiệp chủ yếu là do tính đến
yếu tố giá cả và thương mại hơn là nhu cầu về công nghệ. Tại Châu Âu, thị
trường compozit sợi tự
nhiên năm 2005 đạt từ 50-70 ngàn tấn, và mục tiêu là
100 ngàn tấn vào năm 2010.
Hiện nay, compozit sợi tự nhiên chủ yếu ứng dụng trong nội thất ô tô, bởi

đây là nhu cầu rất lớn. Có thể lấy ví dụ như bộ phận cửa, ghế ngồi sau, phần
đầu, ngăn chứa đồ, bảng đồng hồ, thùng để hành lý đằng sau,…Sự phát triển
của compozit sợi tự nhiên trong các bộ phận của ô tô tă
ng trưởng hàng năm tới
54%. Hiện nay, người ta đang nghiên cứu chế tạo một loại xe gọi là Ecocar –
xe của tương lai, từ các tấm compozit sợi tự nhiên với nền nhựa có thể phân
hủy sinh học, chạy bằng nhiên liệu sinh học.
Ngoài ra còn một số sản phẩm khác như: tấm panel (dạng sandwich) lợp
mái, cửa, vách ngăn, thân thuyền, nội thất trong nhà, v.v
Hình 1.2, 1.3, 1.4 cho thấy một số sản phẩm được ch
ế tạo từ vật liệu
polyme compozit gia cường sợi tự nhiên khác nhau [16,17,20,21,24].

19












Hình 1.3. Canô làm từ compozit gia cường sợi lanh
Hình 1.2. Hai tấm mẫu sợi tự nhiên dạng sandwich ứng
dụng trong xây dựng (Trái: lõi foam; phải: lõi tre).

a) b)
Hình 1.4. Mẫu xe Premacy Hydrogen RE Hybrid của Hãng Mazda được
trang bị nội thất cao cấp ứng dụng sợi thực vật (a) và gia cường bình cầu
PVC với vải sợi đay bằng phương pháp lăn tay tại Guatemala (b).


1
CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT CÁC NGUỒN SỢI TỰ NHIÊN
Ở VIỆT NAM

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (HUT) và Đại học Cần Thơ (CTU) đã
tiến hành khảo sát một số nguồn sợi tự nhiên như: tre, đay, dứa dại (HUT),
dừa/xơ dừa (CTU),… cũng như tình hình nghiên cứu về polyme compozit sợi
tự nhiên ở Việt Nam. Việt Nam là quốc gia có tiềm năng khai thác sợi tự nhiên
tre và sợi dừa/xơ d
ừa, với diện tích các vùng đất có tre và dừa tương đối ổn
định. Diện tích rừng và diện tích trồng của hai loài cây này chỉ giảm nhẹ kể từ
năm 2000 do quá trình khai hóa.
2.1. Nguồn tài nguyên cho sợi tre
Tre là một nhóm bao gồm các loài cây thuộc họ Poaceae (Bambusoideae)
và là loài cây nông nghiệp rất phong phú ở nhiều nước đang phát triển và được
sử dụng khá phổ biến làm vật liệu xây dựng, các vật dụng hàng ngày v.v….
Tuy nhiên, cần phát triển công nghệ tách sợ
i để có thể sản xuất đại trà và ổn
định sợi tre, vì sợi tre là một loại sợi mới, có rất nhiều khả năng ứng dụng, đặc
biệt là làm sợi gia cường trong chế tạo vật liệu polymer compozit.
Trên thế giới có khoảng 1200 loài tre với 70 họ cây, ở Việt Nam có 102
loài với 19 họ. Các loài tre thường phân bố khá phong phú ở Miền Bắc và
Miền Trung Việt Nam, trong khi dừa phân bố tập trung ở vùng châu thổ sông

MeKong. Theo số liệu công bố vào năm 2000 của Viện Điều tra quy hoạch
rừng của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và của tác giả Hà Chu Chử
vào năm 2002, diện tích rừng tre ở Việt Nam là 789.222 ha và rừng tre hỗn
hợp gỗ là 702.871 ha (Bảng 2.1 và 2.2). Với diện tích tre hiện có ở Việt Nam
có thể thích hợp với quy mô sản xuất sợi tre trung bình.
Có thể thấy trên bảng 2.1, Tây Nguyên là khu vực có nhiều tiềm năng với
diện tích tre là 321.200 ha, tuy nhiên m
ật độ tre ở đây lại không cao bằng
Miền Bắc và Miền Trung Việt Nam (4,08 triệu cây so với 7,44 triệu cây/1000
ha).Tại Hòa Bình, mặc dù diện tích tre không lớn, nhưng mật độ tre lại cao
nhất (9,9 triệu cây/1000 ha) và chất lượng tre cho sợi khá tốt; tre tại đây có

2
thân lớn, thẳng nên dễ khai thác, chuyên chở và chế biến. Chính vì vậy, tre
Hòa Bình được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu tại Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội.
Tre nứa thuộc họ hòa thảo gồm các loại cây như tre, luồng, giang, sặt,
mai, le, dòng, dẹ, trúc Cây luồng tập trung ở khu vực miền Bắc và Bắc
Trung bộ, nổi bật là luồng Thanh Hóa, tập trung ở các huyện Ngọc Lạc, Lang
Chánh, Quang Hóa, Bá Thước, có khoảng 10.000 ha.
Bên cạ
nh rừng tre tự nhiên, hàng triệu cây tre do người dân trồng rải rác
trong làng quê cũng là nguồn đóng góp đáng kể.
Bảng 2.1. Phân bố tre và mật độ cây điển hình ở Việt Nam, 2000
N
o
Vùng
Diện tích tre
nứa (1000
ha)

Mật độ triệu
cây/1000 ha
N
o
Vùng
Diện tích tre
nứa (1000
ha)
Mật độ triệu
cây/1000 ha
1 Tây Bắc 45,3 4,24 10 Lào Cai 31,3 3,00
2 Đông Bắc 152,1 4,30 11 Tuyên Quang 33,1 7,90
3 Bắc Trung bộ 199,5 7,41 12 Yên Bái 16,1 3,00
4
Duyên hải
Trung bộ
26,9 2,92 13 Phú Thọ 8,8 4,82
5 Tây Nguyên 321,2 4,08 11 Quảng Ninh 14,4 0,56
6 Lai Châu 9,9 3,00 15 Lạng Sơn 7,9 2,20
7 Sơn La 28,2 3,39 16
Bắc Cạn-Thái
Nguyên
14,9 3,75
8 Hoà Bình 7,2 9,33 17 Thanh Hóa 85,6 1,66
9 Hà Giang 24,8 5,00 18 Nghệ An 104,7 3,14


3
Bảng 2.2. Diện tích rừng tre ở Việt Nam, 2002
(Đơn vị: ha)

Vùng Tổng diện tích Diện tích rừng
Diện tích rừng
thuần tre
Diện tích rừng
hỗn giao tre-gỗ
Toàn quốc 32.894.398 10.915.594 789.221 702.871
Đông Bắc 6.746.293 2.368.982 176.449 132.445
Tây Bắc 3.572.365 963.441 57.218 49.989
Châu thổ sông
Hồng
1.266.254 83.638 80 0
Bắc Trung Bộ 5.130.454 2.135.649 172.999 99.110
Bờ biển miền
Trung
3.301.624 1.139.291 27.519 2.517
Cao nguyên
miền Trung
4.464.472 2.373.116 210.343 138.633
Đông Nam Bộ 4.447.622 1.581.000 144.613 279.877
Châu thổ sông
Mêkông
3.965.314 270.477 0 0
2.2. Nguồn nguyên liệu cho sợi dừa
Tại nhiều nước trên thế giới, dừa đã được gọi là “cây của cuộc sống” do tính
hữu dụng của hầu hết các bộ phận trên cây dừa để làm ra các sản phẩm có giá trị
phục vụ cho người dân nông thôn và thành thị.Tầm quan trọng của cây dừa là cung
cấp thực phẩm, nước uống và nguyên liệu xây dựng nhà cho người nông dân và bên
cạnh đó phải kể đến cơm dừa, dầu d
ừa và những sản phẩm có giá trị khác để trao đổi
và mua bán cũng như xuất khẩu. Dừa được dùng hàng ngày trong các bữa ăn của

người dân địa phương tại các xứ dừa. Người ta ước tính có đến hơn 100 sản phẩm
được làm trực tiếp hay gián tiếp từ dừa. Những sản phẩm này hết sức đa dạng, từ
những dụng cụ làm bếp giản đơn được
đẽo gọt từ gỗ dừa phục vụ cho người dân
trong nước, cho đến những sản phẩm cao cấp như các hóa chất chiết xuất từ dừa và
than hoạt tính.
Trên bảng 2.3 là diện tích trồng dừa ở Việt Nam.

4
Bảng 2.3. Diện tích trồng dừa ở Việt Nam
(Đơn vị: ha)
Năm
TT Tỉnh
1996 1997 1998 1999 2000
Cả nước 181.108 169.858 169.515 161.345 161.345
Đồng bằng sông Cửu Long 137.226 131.313 131.037 125.460 125.544
1 Long An 3.878 3.460 3.460 3.316 3.025
2 Đồng Tháp 2.428 1.839 1.823 1.154 964
3 An Giang 2.890 2.792 2.792 2.792 2.792
4 Tiền Giang 7.998 7.998 7.998 10.377 10.377
5 Vĩnh Long 9.970 9.745 9.745 9.290 9.185
6 Bến Tre 32.919 30.479 30.629 32.364 37.758
7 Kiên Giang 9.000 9.000 9.000 8.289 8.240
8 Cần Thơ 11.494 11.440 11.292 10.995 10.562
9 Trà Vinh 13.605 12.418 12.418 11.018 10.630
10 Sóc Trăng 8.036 7.649 7.396 7.087 4.889
11 Bạc Liêu 8.377 7.934 7.934 7.857 7.020
12 Cà Mau 26.631 26.559 26.550 20.921 20.102
Các tỉnh khác

13 Quảng Ngãi 6.620 6.625 6.598 6.420 6.380
14 Bình Định 13.205 13.240 13.256 13.033 13.033
15 Phú Yên 5.570 3.267 3.267 3.067 2.783
16 Khánh Hoà 3.432 3.379 3.381 3.514 3.120
17 Thanh Hoá 2.033 2.039 2.039 2.066 2.076

Theo số liệu tống kê năm 2000, diện tích trồng dừa ở Việt Nam là
161.345 ha, thấp hơn so với năm 1996 (181.108 ha), trong đó riêng vùng châu
thổ sông Mê Kông chiếm trên 70% (125.544 ha). Đặc biệt là diện tích trồng
dừa ở tỉnh Bến Tre đạt cao nhất Việt Nam, 37.758 ha năm 2002 và 36.827
năm 2005. Do đó, để thuận tiện cho nghiên cứu, việc sản xuất sợi dừa có thể
được triển khai ở Miền Nam, vùng châu thổ sông MêKông.
Quả dừa là s
ản phẩm chủ yếu của cây dừa và được sử dụng trong nhiều
lĩnh vực như thực phẩm, nhiên liệu sinh học, nguyên vật liệu. Sản lượng dừa
của một số địa phương trong nước được trình bày trong Bảng 2.4.