LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MỘT SỐ CƠ TÍNH CỦA GỖ CAO SU SAU KHI XỬ LÝ TẨY MÀU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
[\

BÙI THỊ THIÊN KIM

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN MỘT SỐ CƠ TÍNH CỦA GỖ CAO SU
SAU KHI XỬ LÝ TẨY MÀU
(Hevea brasiliensis Muell Arg)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 12/2009

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
[\

BÙI THỊ THIÊN KIM

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN MỘT SỐ CƠ TÍNH CỦA GỖ CAO SU
SAU KHI XỬ LÝ TẨY MÀU
(Hevea brasiliensis Muell Arg)
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy
Mã số

: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học:
TS.HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 12/2009

2


NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN MỘT SỐ CƠ TÍNH CỦA GỖ CAO SU
SAU KHI XỬ LÝ TẨY MÀU
(Hevea brasiliensis Muell Arg)
BÙI THỊ THIÊN KIM

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS.TS. ĐẶNG ĐÌNH BÔI
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

2. Thư ký:

TS. HOÀNG XUÂN NIÊN
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

3. Phản biện 1:

PGS.TS. HỒ XUÂN CÁC
Hội khoa học Lâm Nghiệp

4. Phản biện 2:

PGS. TS. TRẦN VĂN CHỨ
Trường Đại Học Lâm Nghiệp

5. Uỷ viên:

TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

3


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Bùi Thị Thiên Kim sinh ngày 10 tháng 11 năm 1984 tại quận 9
thành phố Hồ Chí Minh. Con ông Bùi Văn Tâm và Bà Phạm Thị Phấn.
Tốt nghiệp tú tài tại Trường trung học phổ thông Nguyễn Huệ, thành phố Hồ
Chí Minh năm 2002.
Tốt nghiệp Đại học ngành Chế biến Lâm sản hệ Chính quy tại Đại học Nông
Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh năm 2006.
Tháng 9 năm 2007 theo học Cao học ngành Chế biến Lâm sản tại Đại học

Nông Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: độc thân
Địa chỉ liên lạc: Số 31 đường 29 Long Hoà, Long Thạnh Mỹ Quận 9, Thành
phố Hồ Chí Minh.
Điện thoại : 0908984164
Email :

4


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Bùi Thị Thiên Kim

5


LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp, đầu tiên cho phép tôi bày tỏ lòng
biết ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM, Phòng Sau Đại
Học Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM, giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong suốt quá
trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp, đầu tiên cho phép tôi bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc đến TS. Hoàng Thị Thanh Hương đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn
tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Qua đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể quí Thầy Cô khoa Lâm
Nghiệp đặc biệt là quí Thầy Cô trong bộ môn Chế biến Lâm sản đã cho phép và tạo

điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Đình Bôi, TS. Phạm Ngọc Nam đã
nhiệt tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Tường Vi phòng thí nghiệm thuộc
bộ môn Chế biến Lâm sản đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình tiến hành thí
nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ông Vũ Duy Năm giám đốc Công ty cổ phần ván
ghép Năm Trung đã hỗ trợ giúp đỡ gia công các mẫu gỗ sử dụng trong thí nghiệm
góp phần hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ông Nguyễn Hồ Nam Trung tâm Kỹ Thuật Tiêu
Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 3 đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình tiến hành giám
định các tính chất cơ học của gỗ góp phần vào việc hoàn thành luận văn.
Xin gởi lời cảm ơn đến toàn thể các bạn học viên lớp Cao học Chế biến Lâm
sản 2007 đã động viên, khích lệ giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành
luận văn.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên tôi, động viên giúp đỡ tôi.
Xin chân thành cảm ơn!!!
Học viên thực hiện
Bùi Thị Thiên Kim

6


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến một số cơ tính của
gỗ cao su (Hevea brasiliensis Muell Arg) sau khi xử lý tẩy màu” được thực hiện tại
phòng thí nghiệm Chế biến Lâm sản khoa Lâm Nghiệp trường đại học Nông Lâm
thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2009. Thí nghiệm
được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên đã đạt được những kết quả nghiên cứu như sau:
1.Xác định lọai hóa chất tẩy màu gỗ cao su thông qua thí nghiệm thăm dò. Thí

nghiệm thăm dò được tiến hành xử lý tẩy màu gỗ cao su trên 4 loại hoá chất khác
nhau là : hydro peroxit (H2O2) 20% + natri hydroxit (NaOH) 2%, acid hydro chloric
(HCl) 18%, natri hydroxit (NaOH) 20% và acid axetic (CH3COOH) 50% đều cùng
một khoảng thời gian xử lý là 30 phút. Sau khi xử lý màu sắc gỗ có sự thay đổi và
phản ứng khác nhau. Kết quả thí nghiệm thăm dò cho thấy xử lý tẩy màu gỗ cao su
bằng hydro peroxit (H2O2) 20% và natri hydroxit (NaOH) 2% cho thấy màu gỗ cao
su trắng sáng hơn và đồng đều màu hơn ba loại hoá chất còn lại. Chính vì thế,
chúng tôi quyết định chọn hoá chất hydro peroxit (H2O2) và chất xúc tác natri
hydroxit (NaOH) sử dụng cho việc nghiên cứu tẩy màu gỗ cao su cho thực nghiệm.
2. Thực nghiệm cho thấy nồng độ hoá chất hydro peroxit (H2O2), nồng độ chất
xúc tác natri hydroxit (NaOH) và thời gian xử lý có ảnh hưởng đến cơ tính của gỗ
cao su với giới hạn bền uốn và độ cứng của gỗ và độ trắng của gỗ. Mối quan hệ
giữa các yếu tố công nghệ với cơ tính của gỗ cao su và độ trắng của gỗ được thể
hiện qua các phương trình hồi qui như sau:
Đối với giới hạn bền uốn của gỗ cao su
Yuontinh2= 100,297 – 21,9789.x1 – 11,5695.x2 – 8,03807.x3 + 8,07148.x12
σ = 241,126 – 7,95277.M – 3,30558.N – 1,07174.T + 0,143493.M2
Đối với độ cứng của gỗ cao su
Ydocung2= 65,4079 – 3,26252.x1 – 1,83307.x2 – 1,35734.x3 + 2,17534.x12
H = 92,3403 – 1,78855.M – 0,523733.N – 0,180979.T + 0,0386727.M2

7


Đối với độ trắng của gỗ cao su
Ydotrang2= 6,03245+1,64818.x1 +0,829081.x2 +0,527868.x3 – 0,391665.x12
D = -3,06903 + 0,46346.M + 0,23688.N 0,0703824.T - 0,00696293.M2
Bài toán tối ưu được thiết lập trên cơ sở của hai hàm Yuontinh2 và Ydocung2 đặc
trưng cho hai chỉ tiêu nghiên cứu trong vùng thực nghiệm. Thiết lập hai hàm này,
kết quả tối ưu đạt được như sau : Yuontinh2 = 126,036 (MPa) = 1285,567 (kG/cm2),

Ydocung2 = 71,45 (MPa) = 728,79 (kG/cm2) và đạt yêu cầu về độ trắng khi nồng độ
hydro peroxit là x1 = 5,05%, nồng độ natri hydroxit x2 = 12,39%, thời gian xử lý x3
= 35,11 phút.
Giá trị giới hạn bền uốn, độ cứng của gỗ Cao su đạt được sau khi xử lý là σ =
1285,567 (kG/cm2) và H = 728,79 (kG/cm2), và đạt yêu cầu về độ trắng, so với mẫu
gỗ Cao su chưa qua xử lý với giới hạn bền uốn σ = 1785 (kG/cm2) và độ cứng H =
816,51 (kG/cm2) và có màu gỗ tự nhiên. Như vậy, độ trắng tăng lên so với trước khi
xử lý và đạt yêu cầu về độ trắng, bên cạnh đó giới hạn bền uốn của gỗ Cao su sau
khi xử lý tẩy màu giảm 27,98% so với mẫu gỗ Cao su không xử lý tẩy màu, còn độ
cứng của gỗ Cao su sau khi xử lý tẩy màu giảm 10,74% so với mẫu gỗ Cao su
không xử lý tẩy màu. Cơ tính của gỗ giảm dưới 30% sau khi xử lý tẩy màu là trong
giới hạn cho phép, gỗ Cao su sau khi xử lý tẩy màu có độ trắng đạt yêu cầu, giới
hạn bền uốn giảm 27,98% và độ cứng giảm 10,74% đều nhỏ hơn 30% điều này
hoàn toàn nằm trong giới hạn cho phép nên gỗ sau xử lý hoàn toàn có thể sử dụng
vào việc sản xuất các sản phẩm nội thất.

8


SUMMARY
The thesis “Research on technological factor effect to mechanical of Hevea
brasiliensis Muell Arg after wood bleaching” was done at wood process laboratory,
Forestry faculty, Agriculture and Forestry University, from April to July 2009. The
experiments were designed in complete random with the following results:
1. To determine the kind of chemical bleaching rubber wood by means of
exploratory experiment. The exploratory experiment were bleached rubber wood on
4 different chemicals as : hydrogen peroxide (H2O2) 20% + sodium hydroxide
(NaOH) 2%, acid hydrogen chloric (HCl) 18%, sodium hydroxide (NaOH) 20% and
acid acetic (CH3COOH) 50% during the same bleaching times 30 minutes. After
bleaching, color of rubber wood was changed and had different responses. The

results of exploratory experiment was showed that compared with the color of
samples rubber wood treated by hydrogen peroxide (H2O2) 20% and sodium
hydroxide NaOH 2% lighter than other samples rubber wood. Therefore, we chose
bleaching chemicals : hydrogen peroxide (H2O2) and sodium hydroxide (NaOH) for
research bleaching rubber wood in experimental research.
2. The experimental was showed the hydrogen peroxide concentration, the
sodium hydroxide concentration and bleaching times affected mechanical properties
rubber wood with bending strength and hardness and the white . The relative was
showed between technological factor and rubber wood mechanical properties that
was displayed by the regression equation as follows :
Bending strength of rubber wood
Ybendingstrength2=100,297 – 21,9789.x1 – 11,5695.x2 – 8,03807.x3 + 8,07148.x12
σ = 241,126 – 7,95277.M – 3,30558.N – 1,07174.T + 0,143493.M2
Hardness of rubber wood
Yhardness2 = 65,4079 – 3,26252.x1 – 1,83307.x2 – 1,35734.x3 + 2,17534.x12
H = 92,3403 – 1,78855.M – 0,523733.N – 0,180979.T + 0,0386727.M2

9


The white of rubber wood
Ylighter2= 6,03245+1,64818.x1 +0,829081.x2 +0,527868.x3 – 0,391665.x12
D = -3,06903 + 0,46346.M + 0,23688.N 0,0703824.T - 0,00696293.M2
The optimal problem was established based on the two regression in the constraints
of the experimental range. We solved this optimal problem and the results was
displayed as follows : Ybendingstrength2= 126,036 (MPa) = 1285,567 (kG/cm2); Yhardness2
=71,45 (MPa) = 728,79 (kG/cm2) and meet requirements the white in which
hydrogen peroxide concentration was 5,05%, the sodium hydroxide concentration
was 12,39% and bleaching times was 35,11 minutes.
After we bleached rubber wood, the bending strength value σ = 1285,567

(kG/cm2) and the hardness value H = 728,79 (kG/cm2) and meet requirements the
white. The natural material showed that bending strength value σ = 1785 (kG/cm2)
and the hardness value H = 816,51 (kG/cm2). So, when we compared with the
natural material the bleached material raise the white and lost 27,98% bending
strength and lost 10,74% hardness. The mechanical properties wood lost under 30%
after bleached in the safety limit. The after bleached rubber wood lost 27,98%
bending strength and lost 10,74% hardness under 30% even in safety limit and we
can use rubber wood in the furniture production.

10


MỤC L ỤC
CHƯƠNG

TRANG
Trang tựa
Trang chuẩn y

i

Lý lịch cá nhân

ii

Lời cam đoan

iii

Lời cảm ơn

iv

Tóm tắt

v

Mục lục

ix

Danh sách các chữ viết tắt

xi

Danh sách các bảng

xii

Danh sách các hình

xiii

1. MỞ ĐẦU

1

1.1 Đặt vấn đề

1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

3

1.3 Phạm vi nghiên cứu

3

2. TỔNG QUAN

4

2.1 Khái quát về nguyên liệu nghiên cứu

4

2.1.1 Đặc điểm sinh trưởng

4

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo

7

2.1.3 Tính chất vật lý

8

2.1.4 Tính chất cơ học

9

2.1.5 Thành phần hoá học

10

2.2 Cơ sở lý thuyết về màu sắc gỗ

19

2.2.1 Khái quát

19

2.2.2 Sự sản sinh màu sắc gỗ

19

2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình tẩy màu gỗ

22

2.3.1 Hoá chất tẩy

22

11

2.3.2 Chất trợ giúp

23

2.3.3 Phương pháp tẩy

25

2.4 Những nghiên cứu về tẩy màu gỗ

29

2.4.1 Những nghiên cứu trên thế giới

29

2.4.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

32

3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

35

3.1 Nội dung nghiên cứu

35

3.2 Phương pháp nghiên cứu

35

3.2.1 Vật liệu nghiên cứu

35

3.2.2 Các phương pháp nghiên cứu

43

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

70

4.1 Kết quả nghiên cứu

70

4.1.1 Kết quả nghiên cứu thăm dò

70

4.1.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

74

4.1.2.1 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra
giới hạn bền uốn Yuontinh (MPa) gỗ cao su

74

4.1.2.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra
độ cứng Ydocung(MPa) gỗ cao su

78

4.1.2.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với thông số đầu ra
độ cứng Ydotrang(điểm) gỗ cao su

82

4.1.2.4 Xác định các thông số tối ưu

86

4.2 Thảo luận

90

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

95

5.1 Kết luận

95

5.2 Kiến nghị

96

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

97

7. PHỤ LỤC

100

12


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU
σ – giới hạn bền uốn (MPa)
H – độ cứng (MPa)
D – độ trắng (điểm)
M – nồng độ hydro peroxit (H2O2) (%)
N – nồng độ natri hydroxit (NaOH) (%)
T – thời gian xử lý (phút)
Yuontinh1 – hàm giới hạn bền uốn dạng bậc nhất
Yuontinh2 - hàm giới hạn bền uốn dạng bậc hai
Ydocung1 – hàm độ cứng dạng bậc nhất
Ydocung2 – hàm độ cứng dạng bậc hai

13


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 Tính chất vật lý của gỗ cao su

9

Bảng 2.2 Tính chất cơ học của gỗ cao su

10

Bảng 2.3 Tỷ lệ thành phần nguyên tố của lignin và cellulose

15

Bảng 2.4 Thành phần hoá học của gỗ cao su

19

Bảng 2.5 Thành phần các chất trong gỗ giác và gỗ lõi

22

Bảng 2.6 Bảng các hoá chất tẩy trắng và làm mất màu

23

Bảng 2.7 Hoá chất trợ giúp hoạt tính tẩy trắng gỗ

24

Bảng 2.8 Hoá chất trợ giúp ức chế tẩy trắng gỗ

25

Bảng 3.1 Hoá chất dùng trong nghiên cứu thăm dò tẩy màu gỗ cao su

36

Bảng 3.2 Hoá chất dùng trong nghiên cứu thực nghiệm tẩy màu gỗ ca su

40

Bảng 3.3 Kế hoạch thí nghiệm thăm dò trên 4 loại hoá chất

44

Bảng 3.4 Mẫu gỗ cao su dùng trong thí nghiệm tẩy màu gỗ

46

Bảng 3.5 Bảng dự kiến các thông số đầu vào và đầu ra

52

Bảng 3.6 Mức và khoảng biến thiên các yếu tố nghiên cứu
theo phương án bậc I

56

Bảng 3.7 Mức và khoảng biến thiên các yếu tố nghiên cứu

theo phương án bậc II bất biến quay

57

Bảng 3.8 Ma trân thí nghiệm bậc nhất tẩy màu gỗ cao su

59

Bảng 3.9 Kế hoạch thí nghiệm bậc nhất

60

Bảng 3.10 Ma trận thí ngiệm bậc hai tẩy màu gỗ cao su

62

Bảng 3.11 Kết hoạch thí nghiệm bậc hai tẩy màu gỗ cao su

63-64

Bảng 4.1 Bảng điểm đánh giá màu sắc gỗ cao su sau thí nghiệm thăm dò

72

Bảng 4.2 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Yuontinh2 dạng mã hoá

86

Bảng 4.3 Bảng các giá trị tối ưu của hàm σ dạng thực

87

Bảng 4.4 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Ydocung2 dạng mã hoá

88

Bảng 4.5 Bảng các giá trị tối ưu của hàm H dạng thực

89

Bảng 4.6 Bảng các giá trị tối ưu của hai hàm Yuontinh2 và Ydocung2 dạng mã hoá 90

14


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Rừng cao su

4

Hình 2.2 Thân cây cao su

5

Hình 2.3 Lá và hoa cao su

5

Hình 2.4 Hạt cao su

5

Hình 2.5 Thu hoạch nhựa cao su

6

Hình 2.6 Mẫu gỗ cao su

7

Hình 2.7 Cấu tạo hoá học của Cellulose

11

Hình 2.8 Cấu tạo hoá học của lignin

15

Hình 2.9 Cấu tạo hóa học của hemicellulose

17

Hình 3.1 Gỗ cao su dùng trong thí nghiệm

35

Hình 3.2 Hydro peroxit (H2O2)

37

Hình 3.3 Axit hydrochloric (HCl)

37

Hình 3.4 Natri hydroxit (NaOH)

38

Hình 3.5 Axit axetic (CH3COOH)

38

Hình 3.6 Các hoá chất sử dụng trong thí nghiệm

41

Hình 3.7 Tủ sấy gỗ thí nghiệm

42

Hình 3.8 Cân điện tử

42

Hình 3.9 Máy đo độ ẩm gỗ thí nghiệm

42

Hình 3.10 Những dụng cụ thuỷ tinh dùng trong thí nghiệm

43

Hình 3.11 Mẫu gỗ cao su kích thước 20x20x300 mm

44

Hình 3.12 Mẫu gỗ cao su kích thước 50x50x50mm

44

Hình 3.13 Thí nghiệm thăm dò trên 4 loại hoá chất

45

Hình 3.14 Mẫu gỗ cao su kích thước 20x20x300 mm thí nghiệm bậc 1

46

Hình 3.15 Mẫu gỗ cao su kích thước 50x50x50 mm thí nghiệm bậc 1

46

Hình 3.16 Mẫu gỗ cao su kích thước 20x20x300mm thí nghiệm bậc 2

47

Hình 3.17 Mẫu gỗ cao su kích thước 50x50x50 mm thí nghiệm bậc 2

47

15


Hình 3.18 Thí nghiệm tẩy màu gỗ cao su

58

Hình 3.19 Thí nghiệm tẩy màu gỗ cao su (Bậc II)

61

Hình 3.20 Chỉ tiêu đánh giá màu sắc gỗ sau khi xử lý tẩy màu

66

Hình 4.1 Mẫu gỗ cao su trước khi xử lý tẩy màu

70

Hình 4.2 Mẫu gỗ cao su sau khi xử lý tẩy màu qua 4 loại hoá chất
Hydro peroxit (H2O2) 20% + natri hydroxit (NaOH) 2%,
acid hydro chloric (HCl) 18%, natri hydroxit (NaOH) 20%
và acid axetic (CH3COOH) 50%

71

Hình 4.3 Xử lý gỗ bằng H2O2 + NaOH

71

Hình 4.4 Xử lý gỗ bằng HCl

71

Hình 4.5 Xử lý gỗ bằng NaOH

72

Hình 4.6 Xử lý gỗ bằng CH3COOH

72

Hình 4.7 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm
với lý thuyết hàm Yuontinh2

77

Hình 4.8 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các
hệ số hồi qui đến hàm Yuontinh2 dạng mã hoá

77

Hình 4.9 Biểu đồ thể hiện giới hạn bền uốn gỗ Cao su
sau khi xử lý tẩy màu

78

Hình 4.10 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm
với lý thuyết hàm Ydocung2

81

Hình 4.11 Đồ thị thể hiện mức độ ảnh hưởng của các
hệ số hồi qui đến hàm Ydocung2 dạng mã hoá

81

Hình 4.12 Biểu đồ thể hiện độ cứng của gỗ Cao su sao khi xử lý tẩy màu

82

Hình 4.13 Biểu đồ thể hiện màu sắc gỗ Cao su sau khi xử lý

85

Hình 4.14 Biểu đồ so sánh giá trị giới hạn bền uốn và
độ cứng của gỗ Cao su qua xử lý tẩy màu
và Cao su không xử lý tẩy màu.

93

16


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Trong tự nhiên có rất nhiều nguyên liệu quí giá mà từ những khám phá và
phát minh của con người, những nguyên liệu tự nhiên dần dần được ứng dụng nhiều
hơn vào cuộc sống con người. Theo thời gian, con người từng bước nâng cao khả
năng nghiên cứu thì những nguyên liệu có nguồn gốc từ tự nhiên ngày càng gần gũi
hơn trong cuộc sống. Chính vì thế, nhiều hoạt động nghiên cứu càng đi sâu vào từng
lĩnh vực cụ thể. Tất cả những hoạt động này đều phục vụ ngày càng tốt hơn cho
cuộc sống con người, đặt nền móng cho việc phát triển của nhiều nền công nghiệp
mà đặc biệt là trong xây dựng với sự góp mặt của gỗ góp phần không nhỏ trong việc
kiến tạo nên những kiến trúc độc đáo, không những thế còn từng bước len lỏi vào
từng ngôi nhà với những đồ dùng nội thất từ đơn giản thô sơ đến sang trọng ấm
cúng, theo từng nhịp điệu của cuộc sống con người.
Hiện nay sản phẩm gỗ không những hữu ích về mặt chất lượng, sử dụng mà
còn phải đảm bảo những tiêu chí thẩm mỹ từ kiểu dáng đến màu sắc phải đáp ứng
những yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống. Trong việc lựa sản phẩm ngoài tiêu
chí hàng đầu là chất lượng thì màu sắc đóng vai trò hết sức quan trọng, màu sắc thể
hiện nên vẻ đẹp cũng như ấn tượng trong việc quan sát, đồng thời màu sắc còn tạo
cảm xúc cho không gian cũng như người sử dụng. Tuy nhiên, gỗ là sản phẩm của tự
nhiên từ giới thực vật, vì thế mà cấu tạo và tính chất của gỗ rất đa dạng và phức tạp.
Chính vì điều này mà màu sắc của gỗ cũng có sự thay đổi đa dạng, thông thường
xuất hiện ở rất nhiều loại gỗ mà đặc biệt là gỗ Cao su.
Cao su là loại gỗ rất thông dụng được sử dụng ở rất nhiều trong cuộc sống, từ
việc trích nhựa đến việc khai thác lấy gỗ nên Cao su ngày một phổ biến hơn trong
nhiều lĩnh vực. Với những đặc điểm vốn có của gỗ nên màu sắc của gỗ Cao su cũng

17


khác nhau và thay đổi theo vị trí thân cây, độ tuổi, vùng sinh trưởng ….Với những
biến dị về màu sắc điều này gây không ít những khó khăn trong việc sử dụng mà

đặc biệt là thể hiện sự không đồng nhất về mặt thẩm mỹ của sản phẩm. Chính vì thế
để nâng cao việc sử dụng hiệu quả cần phải có giải pháp để giải quyết vần đề này.
Theo đó, việc giải quyết triệt để vấn đề này cần phải nghiên cứu công nghệ xử lý
màu của gỗ Cao su để phần nào gia tăng khả năng sử dụng hiệu quả hơn của gỗ
trong mọi lĩnh vực. Theo đó công nghệ xử lý màu gỗ bao gồm hai khuynh hướng:
tẩy trắng những gỗ màu sậm, màu tối hoặc nhuộm màu những gỗ có màu sáng. Vì
vậy tuỳ thuộc vào từng điều kiện cụ thể mà nên lựa chọn khuynh hướng tẩy màu
hay nhuộm màu, tuy nhiên trong công nghệ sản xuất gỗ Cao su việc ứng dụng tẩy
trắng màu thông dụng hơn về mặt kinh tế cũng như kỹ thuật, còn việc nhuộm màu
gỗ thông thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất ván lạng veneer. Trong
quá trình sản xuất đa phần các nhà sản xuất luôn lựa chọn công nghệ tẩy màu gỗ,
nhưng trên thực tế nhiều nhà sản xuất khi ứng dụng qui trình xử lý chưa dựa trên cơ
sở lý thuyết và khoa học thực sự vì thế còn xảy ra nhiều bất cập, lý do là xử lý tẩy
màu tất yếu phải sử dụng hóa chất, điều này không tránh khỏi khả năng hóa chất tác
dụng với các thành phần của gỗ và ảnh hưởng đến các tính chất của gỗ mà đặc biệt
là tính chất cơ học. Chính vì thế các nhà sản xuất xem đây là trở ngại lớn nhất trong
việc xử lý tẩy màu gỗ, vấn đề đặt ra là sử dụng mức nồng độ hóa chất, chất xúc tác
xử lý là bao nhiêu, cũng như thời gian xử lý ra sao để đảm bảo mức độ trắng và
đồng màu hợp lý mà hạn chế mức độ ảnh hưởng thấp nhất đến tính chất cơ học của
gỗ. Qua đây cho thấy mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ xử lý tẩy màu và tính
chất cơ học của gỗ, vì vậy thật thiếu sót nếu chỉ nghiên cứu về màu sắc gỗ sau khi
xử lý mà bên cạnh đó cần thiết phải quan tâm nghiên cứu đến tính chất cơ học của
gỗ. Qua đó, chúng ta sẽ tìm hiểu xem chúng có mối quan hệ ra sao và ảnh hưởng
như thế nào và cần thiết phải làm sáng tỏ bằng những nghiên cứu cụ thể nào. Chính
vì thế, điều này thật sự trở thành vấn đề quan tâm hàng đầu thôi thúc chúng tôi tiến
hành nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến một số cơ tính của gỗ Cao su

18

sau khi xử lý tẩy màu, để góp phần giải quyết kịp thời vấn đề đặt ra và những khó
khăn trong công nghệ chế biến gỗ hiện nay của hầu hết các doanh nghiệp sản xuất.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu lý luận
Nghiên cứu các thông số công nghệ ảnh hưởng đến cơ tính của gỗ Cao su sau
khi xử lý tẩy màu nhằm tìm ra mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và cơ tính
của gỗ Cao su
Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu xác định các giá trị tối ưu của nồng độ hoá chất, nồng độ chất xúc
tác và thời gian xử lý ảnh hưởng đến một số cơ tính của gỗ Cao su sau khi xử lý tẩy
màu.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
a Đối tượng nghiên cứu
Xử lý tẩy màu gỗ Cao su
”Yếu tố cố định
Loại gỗ: Cao su (Heave brassilienis Musell Arg.) thành thục đã trích kiệt nhựa,
khai thác miền Đông Nam bộ, không bị sâu nấm mối mọt, không khuyết tật, đã qua
xử lý hoá chất bảo quản Celbor 90 SP và soda 20%.
Độ ẩm: 12%.
Kích thước: 20x20x300 (giới hạn bền uốn) 50x50x50 (độ cứng)
Hóa chất tẩy màu: hydro peroxit (H2O2) (thông qua thí nghiệm thăm dò)
Hóa chất xúc tác: natri hydroxit (NaOH) (thông qua thí nghiệm thăm dò)
”Yếu tố thay đổi: nồng độ hydro peroxit (H2O2), nồng độ natri hydroxit
(NaOH), thời gian xử lý.
b Địa điểm nghiên cứu
Chúng tôi tiến hành thực hiện thí nhiệm tại phòng thí nghiệm Bộ môn Chế
Biến Lâm sản thuộc khoa Lâm Nghiệp trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh
Để xác định các chỉ tiêu cơ tính của gỗ Cao su được tiến hành giám định tại
Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3

19


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Khái quát về nguyên liệu nghiên cứu
2.1.1 Đặc điểm sinh trưởng
Cây Cao su thuộc họ Thầu dầu Euphorbiaceae, có tên khoa học Hevea
brasiliensis Muell Arg và có tầm quan trọng về kinh tế lớn trong chi Hevea (Hoàng
Thị Thanh Hương, 2001). Nó có tầm quan trọng về kinh tế lớn là do nhựa cây Cao
su là nguồn chủ lực trong sản xuất cao su tự nhiên.

Hình 2.1 Rừng Cao su
Cây Cao su có thể cao tới trên 30m, rễ cây ăn rất sâu để giữ vững thân cây, hấp
thu chất bổ dưỡng và chống lại sự khô hạn. Cây có vỏ nhẵn màu nâu nhạt. Lá thuộc
dạng lá kép, mỗi năm rụng lá một lần. Hoa thuộc loại hoa đơn, hoa đực bao quanh
hoa cái nhưng thường thụ phấn chéo, vì hoa đực chín sớm hơn hoa cái. Quả Cao su
là quả nang có 3 mảnh vỏ ghép thành 3 buồng, mỗi nang một hạt hình bầu dục hay

20


hình cầu, đường kính 02 cm, có hàm lượng dầu đáng kể được dùng trong kỹ nghệ
pha sơn.

Hình 2.2 Thân cây Cao su

Hình 2.3 Lá và hoa Cao su

Hình 2.4 Hạt Cao su

Khi cây đạt độ tuổi 5-6 năm thì người ta bắt đầu thu hoạch nhựa: các vết rạch
vuông góc với mạch nhựa mủ, với độ sâu vừa phải sao cho có thể làm nhựa mủ
chảy ra mà không gây tổn hại cho sự phát triển của cây, và nhựa mủ được thu thập
trong các thùng nhỏ. Quá trình này gọi là cạo mủ Cao su. Các cây già hơn cho nhiều
nhựa mủ hơn, nhưng chúng sẽ ngừng sản xuất nhựa mủ khi đạt độ tuổi 26-30 năm.

21


Cây Cao su chỉ được thu hoạch mủ 9 tháng, 3 tháng còn lại không được thu
hoạch vì đây là thời gian cây rụng lá, nếu thu hoạch vào mùa này, cây sẽ chết.

Hình 2.5 Thu hoạch nhựa Cao su
Cây phát triển tốt ở vùng nhiệt đới ẩm, có nhiệt độ trung bình từ 22 0C đến
300C (tốt nhất ở 260C đến 280C), cần mưa nhiều (tốt nhất là 2.000 mm) nhưng
không chịu được sự úng nước và gió. Cây Cao su có thể chịu được nắng hạn khoảng
4 đến 5 tháng, tuy nhiên năng suất mủ sẽ giảm.
Cao su loại cây công nghiệp có giá trị cao, nguồn gốc từ Nam Mỹ được đưa
vào Việt Nam vào năm 1897. Hiện nay, cây Cao su chủ yếu trồng nhiều các tỉnh
miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, mục đích chính là trích nhựa, sau khi hết tuổi
khai thác nhựa, thân cây Cao su được sử dụng trong ngành chế biến gỗ.
Vào trước những năm 90 cây Cao su khai thác gỗ chủ yếu làm chất đốt, sau
khi Chính phủ đưa ra quyết định cấm khai thác rừng tự nhiên, thì các loại gỗ rừng
trồng mà đặc biệt là gỗ Cao su ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong nhiều
lĩnh vực mà trong đó có ngành chế biến lâm sản. Hiện nay 60-70% doanh nghiệp
chế biến gỗ xuất khẩu ở các tỉnh phía Nam dùng nguyên liệu chính gỗ Cao su
(Hoàng Thị Thanh Hương, 2001).

22

2.1.2 Đặc điểm cấu tạo
a. Cấu tạo thô đại
Cao su là loài gỗ cây lá rộng, về mặt cấu tạo thô đại khi mới cưa xẻ gỗ có màu
vàng nhạt, lúc khô biến thành màu kem nhạt. Gỗ Cao su có phần giác và lõi tuy
nhiên hai phần này rất khó phân biệt, vòng sinh trưởng rõ ràng dứt khoát có chiều
rộng khoảng 2-4 mm. Gỗ Cao su thớ thẳng, ít xoắn thớ, có lỗ mạch khá lớn, phân
bố phân tán, nhu mô gỗ Cao su phong phú, tia gỗ có cấu tạo dị bào, xếp từ 2÷3 hàng
tế bào, sợi gỗ thẳng (Hoàng Thị Thanh Hương, 2001).

Hình 2.6 Mẫu gỗ Cao su
b. Cấu tạo hiển vi
Cấu tạo hiển vi của gỗ Cao su thể hiện trên ba mặt cắt cơ bản bao gồm : mặt
cắt ngang, mặt cắt tiếp tuyến, mặt cắt xuyên tâm với những đặc điểm cấu tạo đặc
trưng như sau :
Mạch gỗ : gỗ Cao su có lỗ mạch khá lớn, đường kính trung bình đo theo chiều
xuyên tâm từ 385-396 μm, phân bố theo kiểu phân tán, số lượng mạch trung bình
đạt 6/mm2. Đa phần mạch phân tán đơn, có khi kép ở xuyên tâm. Những lỗ mạch
kép có thể từ 2-7 lỗ mạch đơn nằm sát cạnh nhau. Các lỗ mạch nằm ở giữa bị ép lại
theo hướng xuyên tâm có sự hiện diện của trữ bào (thể bít) chiếm tỉ lệ đáng kể
khoảng 1/3, tế bào mạch có tấm xuyên mạch đơn (Phạm Ngọc Nam, 2001).
Nhu mô (tế bào mô mềm): các hình thức phân bố nhu mô của gỗ Cao su khá
phong phú, chủ yếu là nhu mô xa mạch xếp thành những dải băng 1 hàng tế bào.
Ngoài ra còn có các dãy nhu mô liên kết các mạch, đặc biệt có sự xuất hiện của nhu

23


mô dọc xếp thành từng tầng. Bên cạnh đó còn có các tinh thể silic, oxalat canxi
trong nhu mô (Phạm Ngọc Nam, 2001).

Tia gỗ: gỗ Cao su có tia dị bào, bề rộng tia từ 2-3 hàng tế bào, chiều cao tia
biến động từ 15-20 hàng tế bào. Đôi khi xuất hiện tinh quả trám ở tế bào đứng.
Sợi gỗ: sợi gỗ Cao su khá thẳng có vách ngăn ngang đa phần nằm vuông gốc
tế bào sợi.
Ống dẫn nhựa bệnh : ở cây Cao su có hiện tượng ống dẫn nhựa bệnh do tổn
thương (vì hiện tượng trích nhựa) (Phạm Ngọc Nam, 2001).
Gỗ Cao su có nhiều lỗ mạch mật độ dày, đường kính lớn tạo điều kiện thuận
lợi cho quá trình hút và thoát nước tuy nhiên trong lỗ mạch thường xuất hiện thể bít
(tỷ lệ 1/3) đây cũng chính là nguyên nhân là rào cản hạn chế điều kiện thuận lợi trên
trong quá trình sấy gỗ và ngâm tẩm trong bảo quản. Bên cạnh đó gỗ có cấu tạo
mạch dây xuyên tâm chính điều này ảnh hưởng đến chất lượng ván trong công nghệ
ván bóc như thường xuyên xảy ra hiện tượng rách ván và nứt theo chiều xuyên tâm.
Tế bào mô mềm của gỗ Cao su chủ yếu phân bố dãy băng cùng với sự xuất
hiện của nhu mô xếp dọc thành tầng là nguyên nhân chính làm giảm ứng lực ép
ngang theo chiều tiếp tuyến. Bên cạnh đó trong tế bào mô mềm còn chứa các tinh
thể oxalate canxi, silic… những tinh thể này sẽ ảnh hưởng đến công cụ cắt gọt gỗ
trong quá trình gia công chế biến. Tuy nhiên tế bào mô mềm cũng giữ vai trò tích
cực trong quá trình tẩm gỗ tạo điều kiện cho thuốc thấm dễ dàng hơn (Phạm Ngọc
Nam, 2001).
2.1.3 Tính chất vật lý
Tính chất vật lý giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình nâng cao giá trị
sử dụng gỗ hiệu quả và đồng thời là cơ sở xây dựng các quá trình công nghệ thích
hợp cho từng loại gỗ. Tính chất vật lý của gỗ là những tính chất có thể xác định
được trong điều kiện không cần cải biến thành phần hoá học của gỗ hoặc không phá
hoại tính hoàn chỉnh của mẫu gỗ.
Độ ẩm ban đầu của cây Cao su có giá trị khác nhau ở các cấp tuổi thông
thường biến động từ 69,8% đến 86,5% điều này cho thấy gỗ Cao su thuộc loại gỗ có

24

độ ẩm tương đối cao. Độ ẩm cây Cao su có xu hướng giảm dần theo sự tăng lên của
độ tuổi điều này có nghĩa là giữa độ ẩm và cấp tuổi có mối quan hệ tỷ lệ nghịch.
Tuy nhiên độ ẩm lại có mối quan hệ tỷ lệ thuận với chiều cao của thân cây. Bên
cạnh mặc dù Cao su không phân biệt giác lõi nhưng độ ẩm có xu hướng tăng từ tâm
ra ngoài võ và từ gốc đến ngọn và mức độ chênh lệch giữa gốc và ngọn khoảng
10% (Phạm Ngọc Nam, 2001).
Khối lượng thể tích cơ bản của gỗ Cao su sau khi trích nhựa khai thác miền
Đông Nam Bộ vào khoảng 0,55 g/cm3 cho thấy gỗ Cao su là loại gỗ có khối lượng
thể tích trung bình (Phạm Ngọc Nam, 2001).
Độ co rút của gỗ Cao su theo chiều dọc thớ 0,33%, theo chiều xuyên tâm
2,43% và theo chiều tiếp tuyến 4,05%. Tỷ lệ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm T/R của
gỗ là 1,66 thấp hơn nhiều so với một số loại gỗ Bồ Hòn (Sapindus mukorossi
Gaertn), Chò Chỉ (Parashorea stellata Kurz), Táu muối (Vatica fleuryana Tardieu)
và Giẻ Cuống (Quercus chrysocalyx). Đây chính là một số điểm thuận lợi của gỗ
Cao su rất phù hợp làm nguyên liệu sản xuất đồ mộc (Phạm Ngọc Nam, 2001).
Bảng 2.1 Tính chất vật lý của gỗ Cao su
Stt

Chỉ tiêu

Giá trị

Đơn vị

1

Khối lượng thể tích cơ bản

0,55

g/cm3

2

Điểm bão hoà thớ

29,5

%

3

Độ co rút dọc thớ

0,33

%

4

Độ co rút xuyên tâm

2,43

%

5

Độ co rút tiếp tuyến

4,05

%

(Nguồn : Phạm Ngọc Nam, 2001)
2.1.4 Tính chất cơ học
Trong việc đánh giá chất lượng vật liệu thì cường độ chịu lực là một trong
những tiêu chuẩn quan trọng nhất. Tìm hiểu và nghiên cứu tính chất cơ học của gỗ
không những cung cấp cho người sử dụng những số liệu cần thiết làm cơ sở cho
việc tính toán thiết kế hợp lý, giải quyết mâu thuẫn giữa việc bảo đảm an toàn và

25