Nghiên cứu tổng hợp keo polyphenol – formaldehyde từ polyphenol nhóm tannin của vỏ thông

1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP KEO POLYPHENOL –
FOMALDEHYDE TỪ POLYPHENOL NHÓM
TANNIN CỦA VỎ THƠNG

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SU PHẠM

SVTH: TRƯƠNG QUANG KHÔI
GVHD: PGS.TS LÊ TỰ HẢI

Đà Nẵng - Năm 2012


2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
.….…..

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên

: Trương Quang Khôi

Lớp

: 08SHH

Tên đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp keo polyphenol – formaldehyde từ polyphenol
nhóm tannin của vỏ thông”
I. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
-

Mục tiêu: Nghiên cứu q trình tổng hợp keo polyphenol-fomaldehyde từ
nhóm tannin của vỏ thông và ứng dụng keo dán gỗ polyphenol –
formaldehyde tạo gỗ ép MDF

-

Nội dung nghiên cứu:

 Dùng phương pháp trích ly để chiết tách tannin
 Xác định điều kiện tối ưu cho quá trình tạo keo
 Xác định một số chỉ số hóa lý của vỏ thơng
 Xác định một số nhóm chức đặc trưng của tannin qua phổ IR.
 Xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp keo polyphenol –
formaldehyde
 Xác định tính chất của keo polyphenol – formaldehyde
 Khảo sát khả năng ứng dụng của keo polyphenol - formaldehyde tạo tấm

MDF với bột gỗ:
II.Phương pháp nghiên cứu
1. Phương pháp xác định độ ẩm, độ tro
2. Phương pháp chiết bằng dung môi để thu polyphenol


3

3. Phương pháp phổ IR: Xác định các nhóm chức đặc trưng của sản phẩm
polyphenol
4. Phương pháp tổng hợp hữu cơ tổng hợp keo
5. Phương pháp vật lý: Xác định tỷ trọng, độ nhớt của keo
6. Phương pháp xác định cấu trúc của keo
7. Phương pháp cơ học: Đo độ bền kéo, độ bền uốn của tấm MDF
8. Phương pháp chụp SEM xác định cấu trúc hình thái học của tấm MDF
9. Phương pháp xác định phát tán formaldehyde, độ trương nở, độ hút nước của
MDF
III. Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Lê Tự Hải
IV. Ngày giao đề tài: 05/02/2011
V. Ngày hoàn thành: 10/05/2012
Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Lê Tự Hải
Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày … /05/2012.
Kết quả đánh giá:

Ngày…. tháng 05 năm 2012
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

4

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Lê Tự Hải đã tận tình
hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành đề tài này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo giảng dạy và công tác
tại phịng thí nghiệm khoa Hóa, trường đại học Sư phạm tạo điều kiện thuận lợi
cho em thực hiện đề tài này.

Đà nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2012
Sinh viên

Trương Quang khôi


5

MỤC LỤC
Trang nhiệm vụ khóa luận tốt nghiệp ......................................................................................i
Lời cảm ơn ..................................................................................................................................iii
Danh mục các bảng ....................................................................................................................vi
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ...................................................................................................vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................1


6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

Tên

Trang

Bảng 1.1.

Tần số dao động của một số nhóm chức hữu cơ

24

Bảng 3.1.

Hàm lượng tro mẫu vỏ thông

32

Bảng 3.2.

Độ ẩm mẫu bột vỏ thông

38

Bảng 3.3.

Các dao động của tannin

39

Bảng 3.4.

Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tạo keo

40

Bảng 3.5.

Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo keo

40

Bảng 3.6.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tạo keo

42

Bảng 3.7.

Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng (mtannin : Vformalin ) đến khả năng tạo
keo

43

Ảnh hưởng của hàm lượng keo đến độ bền uốn và độ bền kéo của tấm
Bảng 3.8.

MDF

49


7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số

Tên

Trang

Hình 1.1.

Axit galic và một số loại polyphenol thuộc nhóm tannin thủy phân

5

Hình 1.2.

Một số loại polyphenol thuộc nhóm tannin pyrocatechin

6

Hình 1.3.

Cây, lá, quả thơng Đà Lạt

11

Hình 1.4.

Cây, lá, quả thơng Ba lá

11

Hình 1.5.

Lá, quả thơng lá dẹt

12

Hình 1.6.

Cây, lá, quả du sam đá vơi

12

Hình 1.7.

Cây, lá, quả thơng Pà Cị

12

Hình 1.8.

Cây, lá, quả thơng đi ngựa

13

Hình 1.9.

Cây, lá, quả thơng nhựa

13

Hình 1.10. Cây, lá, quả thiết sam

13

Hình 1.11. Cây,lá,quả vân sam PhanXiPhăng

14

Hình 1.12. Cây, lá, quả sam lạnh

14


8

Hình 1.13. Cây, lá, quả hinh đá vơi

14

Hình 1.14. Cây, lá, vỏ, quả thơng Caribee

15

Hình 1.15. Keo phenol formaldehyde

21

Hình 1.16. Tấm gỗ ép

21

Hình 1.17. Gỗ ép thơng thường và gỗ MDF

22

Hình 2.1.

Bột vỏ thơng Caribee

27

Hình 2.2.

Dụng cụ chiết tannin từ vỏ thơng

35

Hình 2.3.

Sơ đồ chiết tannin

31

Hình 2.4.

Bộ dụng cụ, thiết bị depolyme hóa

32

Hình 2.5.

Bộ dụng cụ, thiết bị tổng hợp keo

32

Hình 2.6.

Sơ đồ tổng hợp keo

33

Hình 2.7.

Nhớt kế

34

Hình 2.8.

pH kế
Sơ đồ tạo tấm ép

34

Hình 2.9.

36

Hình 2.10. Khn tạo tấm MDF

36

Hình 2.11. Máy ép nhiệt

36

Hình 2.12. Máy đo độ bền kéo, uốn nhiệt

37

Hình 3.1.

Tannin rắn

39

Hình 3.2.

Phổ hồng ngoại IR của tannin

39

Hình 3.3.

Ảnh hưởng của thời gian đun đến khả năng tạo keo

40

Hình 3.4.

Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo keo

41

Hình 3.5.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tạo keo

42

Hình 3.6.

Ảnh hưởng của tỉ lệ mtannin : Vformalin đến khả năng tạo keo

43

Hình 3.7.

Phản ứng của tannin với HCHO

44

Hình 3.8.

Phổ hồng ngoại (IR) của keo sản phẩm
Bột gỗ trước khi sàn

46

Hình 3.9.

Hình 3.10. Bột gỗ sau khi sàn
Hình 3.11 Bột gỗ sau khi ngâm

47
47
48


9

Hình 3.12

Tấm MDF

48

Hình 3.13

Mẫu 1 (10% keo)

50

Hình 3.14

Mẫu 2 (15% keo)

50

Hình 3.15

51

Hình 3.16

Mẫu 3 (20% keo)
Mẫu 4 (25% keo)

Hình 3.17

Mẫu 5 (30%)

52

Hình 3.18

Thiết bị hấp thụ formaldehyde phát tán từ tấm MDF

53

51


10

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, nguồn thực vật có kích thước lớn được sử dụng làm gỗ dân dụng
và công nghiệp ngày càng khan hiếm, do sự tàn phá rừng và sự thay đổi khí hậu làm
cho các loại cây lấy gỗ ngày càng ít. Vì vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu và
phát triển một ngành công nghiệp mới là ngành công nghiệp gỗ ép, có thể tạo ra các
tấm gỗ lớn từ bột gỗ và các loại chất liên kết bột gỗ là keo dán gỗ. Gỗ ép hiện nay
đang được sử dụng rất rộng rãi, giá thành thấp, có thể tạo ra nhiều hình dạng khác
nhau, bền và đẹp. Keo dán gỗ sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất gỗ ép hiện
nay được tạo ra từ nhiều loại hợp chất khác nhau, trong đó hợp chất poli (phenol formaldehyde) đang được sử dụng rất tốt. Tuy nhiên, keo poli (phenol formaldehyde) được tổng hợp từ formaldehyde với phenol hoặc resorcinol – đó là
thành phần có trong sản phẩm dầu mỏ, nhưng nguồn dự trữ dầu mỏ trên thế giới
đang suy giảm rất nhanh trên đà phát triển của con người và làm cho nguồn phenol
và resorcinol đang cạn kiệt. Mặt khác, phenol và resorcinol rất độc gây ảnh hưởng
đến sức khỏe con người và mơi trường sống, do đó các nhà khoa học đang nghiên
cứu để tìm ra vật liệu mới thay thế cho nguồn phenol và resorcinol.
Tannin là chất có khả năng thay thế tốt nhất cho phenol và resorcinol trong ứng
dụng tạo keo poli (phenol formaldehyde). Một mặt, tannin là loại hợp chất có rất
nhiều trong các loại thực vật – nên đó là nguồn dự trữ lớn có thể tái sinh, và khơng
có tính độc hại với cơ thể người, mặt khác tannin có khả năng phản ứng rất tốt với
formaldehyde so với các loại hợp chất khác. Tannin có nhiều trong rễ, quả, hạt, lá,
búp và thân cây của các loại cây như keo, điều, sồi, thông, chè… Trong đó, thơng ở
nước ta được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi. Và trong vỏ thơng có hàm lượng rất
lớn tannin. Cây thông thường được người dân sử dụng để lấy gỗ, cịn phần vỏ chứa
tannin thì bị bỏ đi hoặc làm củi đốt. Do vậy, việc nghiên cứu chiết tách tannin từ vỏ
cây thông để chế tạo keo polyphenol formaldehyde sẽ có ý nghĩa quan trọng về mặt
khoa học và thực tiễn trong việc tổng hợp một loại keo dán có giá thành rẻ, thân
thiện mơi trường và đáp ứng được một phần nhu cầu sử dụng các loại keo dán cho

11

ngành sản xuất ván gỗ ép; cũng như các ngành có liên quan đến keo dán khác mà
thực tế hiện nay chúng ta phải nhập các loại keo dán gỗ từ nước ngồi
Xuất phát từ tình hình trên chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp keo
polyphenol – formaldehyde từ polyphenol nhóm tannin của vỏ thơng”
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
-

Tìm điều kiện tối ưu cho quá trình tạo ra keo dán gỗ polyphenol –
formaldehyde từ polyphenol nhóm tannin của vỏ thông Caribee;

-

Ứng dụng keo dán gỗ polyphenol – formaldehyde tạo gỗ ép MDF

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
-

Đối tượng: Cây thông Caribee trên địa bàn miền Trung.

-

Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo keo
polyphenol – formaldehyde; ứng dụng tạo tấm ván ép.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-

Chiết tách tannin bằng phương pháp trích ly.

-

Tổng hợp keo polyphenol – formaldehyde.

-

Xác định cấu trúc của keo bằng phổ hồng ngoại IR.

-

Xác định các tính chất hóa lý của keo polyphenol – formaldehyde.

-

Tạo tấm ván ép MDF

-

Xác định các chỉ tiêu của gỗ ép được tạo từ keo polyphenol – formaldehyde.

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
-

Ý nghĩa khoa học
o Tìm điều kiện tối ưu cho quá trình tạo keo.
o Tạo tấm ván ép MDF

-

Ý nghĩa thực tiễn
o Tìm hiểu các ứng dụng quan trọng của tannin.
o Nâng cao giá trị sử dụng của cây thông Caribee trong đời sống.

6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN


12

Luận văn gồm 67 trang trong đó phần mở đầu 3 trang, kết luận kiến nghị 1 trang,
tài liệu tham khảo có 3 trang. Luận văn 47 hình và 9 bảng. Nội dung chia thành 3
chương
Chương 1: Tổng quan: 22 trang
Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm: 10trang
Chương 3: Kết quả và bàn luận: 15trang


13

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ TANNIN
1.1.1 Khái niệm [4], [7], [21], [26]
Từ “tannin” được dùng đầu tiên năm 1976 để chỉ những chất có mặt trong
dịch chiết thực vật có khả năng kết hợp với protein của da sống động vật làm cho da
biến thành da thuộc không thối và bền. Do đó, tannin được định nghĩa là những hợp
chất polyphenol có trong thực vật, có vị chát được phát hiện với “thí nghiệm thuộc
da” và được định lượng dựa vào mức độ hấp phụ trên bột da sống chuẩn.
Phân tử lượng tannin phần lớn nằm trong khoảng 500 – 5.000 đvC
Khi đun chảy tannin trong môi trường kiềm thường thu được những chất sau:

OH

OH
OH

OH

OH
OH
HO

Pyrocatechin Axit pyrocatechic

OH

OH

COOH

HOOC

Pyrogallol

OH

OH

Axit galic

HO

OH

Pholoro glucin

Tannin có trong vỏ, thân, lá và quả của những loại cây sồi, sú, vẹt, thông,
đước, chè…
1.1.2. Phân loại [4], [7], [21]
Tannin có thể chia làm 2 loại: tannin thủy phân và tannin ngưng tụ.
1.1.2.1. Tannin thủy phân hay còn gọi là tannin pyrogallic
Tannin pyrogallic là những este của gluxit, thường là glucozơ với một hay
nhiều axit trihidroxibenzencacboxylic.
Khi thủy phân bằng axit hoặc bằng enzym tanase thì giải phóng ra phần
đường thường là glucozơ, đôi khi gặp đường đặc biệt, như đường hamamelozơ…
Phần không phải đường là các axit, axit hay gặp là axit gallic. Các axit gallic nối
với nhau theo dây nối depsid để tạo thành các axit digallic, trigallic. Ngồi axit
gallic người ta cịn gặp các axit khác như axit ellagic, axit luteolic, dạng mở 2 vòng
lacton của axit ellagic, axit chebulic.


14

Đặc điểm chính của loại tannin này:
Khi cất khơ ở 180 – 200 oC thì thu được pyrogallol là chủ yếu;
Cho kết tủa bơng với chì axetat 10%;
Cho kết tủa màu xanh đen với muối sắt (III);
Thường dễ tan trong nước.
Cấu trúc một số loại polyphenol thuộc nhóm galotannin được trình bày ở hình 1.1.

Axit galic

Galoyl este

Naringenin

β-1,2,3,4,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ

β-1,2,2,3,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ

Eriodictyol

Hình 1.1. Axit galic và một số loại polyphenol thuộc nhóm tannin thủy phân


15

1.1.2.2. Tannin ngưng tụ hay còn gọi là tannin pyrocatechic [23]
Tannin nhóm này được tạo thành do sự ngưng tụ từ các đơn vị flavan-3-ol
hoặc flavan-3,4-diol. Dưới tác dụng của axit hoặc enzym thì khơng bị thủy phân mà
tạo thành chất đỏ tannin hay phlobaphen. Phlobaphen ít tan trong nước, là sản phẩm
của sự trùng hợp kèm theo oxi hóa, do đó tannin ngưng tụ cịn được gọi là
phlobatannin.
Đặc điểm của loại tannin này là:
Khi cất khô cho pyrocatechin là chủ yếu;
Cho kết tủa màu xanh đậm với muối sắt (III);
Cho kết tủa bơng với nước brơm;
Khó tan trong nước hơn pyrogallic.
Cấu trúc một số loại polyphenol thuộc nhóm tannin pyrocatechin được trình
bày ở hình 1.2.

Catechin (C)

B-1
Epicatechin-(4β->8)-catechin

Epicatechin (EC)

B-2
Epicatechin-(4β->8)-epicatechin

Hình 1.2. Một số loại polyphenol thuộc nhóm tannin pyrocatechin


16

1.1.3. Tính chất của tannin [6], [7], [14], [16], [17], [21]
Tannin có vị chát, làm săn da, tan được trong nước, kiềm lỗng, cồn,
glyxerol và axeton.
-

Thí nghiệm thuộc da của tannin: lấy một miếng da sống chế sẵn ngâm vào

dung dịch HCl 2% rồi rửa sạch với nước cất, sau đó thả vào dung dịch tannin trong
vịng 5 phút. Rửa lại với nước cất rồi nhúng vào dung dịch Fe 2 (SO4)3 1%, miếng da
sẽ chuyển sang màu nâu hoặc màu đen.
-

Kết tủa với gelatin: dung dịch tannin 0,5 – 1% khi thêm vào dung dịch

gelatin 1% có chứa 10% NaCl sẽ có kết tủa.

-

Kết tủa với ancaloit: tannin tạo kết tủa với các ancaloit hoặc một số dẫn

xuất hữu cơ chứa nitơ khác như hexametylendiamin, dibazol…
-

Kết tủa với muối kim loại: tannin cho kết tủa với các muối kim loại nặng

như chì, thủy ngân, kẽm, sắt…
-

Phản ứng Stiasny (phân biệt 2 loại tannin): lấy 50ml dung dịch tannin,

thêm 10ml focmol và 5ml HCl đun nóng trong vịng 10 phút, tannin thủy phân
khơng kết tủa, cịn tannin ngưng tụ sẽ cho kết tủa đỏ gạch. Nếu trong dung dịch có
cả 2 loại tannin thì sau khi lọc kết tủa, cho vào dịch lọc CH 3COONa rồi thêm muối
sắt (III), nếu có mặt tannin thủy phân thì sẽ có kết tủa xanh đen.
-

Tannin bị oxi hóa hồn tồn dưới tác dụng của KMnO4 hoặc K2Cr2O7.

1.1.4. Ứng dụng của tannin [7], [9], [21], [22]
Trong thực vật, tannin tham gia vào quá trình trao đổi chất, các q trình oxi
hóa – khử, có tính kháng khuẩn nên tannin có vai trị bảo vệ cho cây.
Ngồi ra, tannin là một hợp chất có khá nhiều ứng dụng trong điều trị:
-

Do có tính tạo tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, tổ chức da bị tổn

thương hay vết loét,… tannin sẽ tạo một màng mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy
nên ứng dụng làm thuốc đơng máu và thuốc săn da.
-

Tannin có tính kháng khuẩn, kháng virut, được dùng trong điều trị các bệnh

viêm ruột, tiêu chảy mà búp ổi, búp sim, và vỏ quả măng cụt là những dược liệu
tiêu biểu đã được dân gian sử dụng.


17

-

Tannin dùng làm thuốc chữa bỏng, làm tiêu độc vì tannin có thể kết hợp

với các độc tố do vi khuẩn tiết ra, cũng như các chất độc khác như muối bạc, thủy
ngân, chì, sắt, kẽm… tannin làm kết tủa các ancaloit và các kim loại nặng, do đó
làm giảm sự hấp thu của những chất này trong ruột, vì vậy tannin được ứng dụng để
giải độc trong những trường hợp ngộ độc ancaloit và kim loại nặng. Cũng vì lý do
này, không nên uống thuốc cùng với nước trà.
-

Tannin có ứng dụng quan trọng trong cơng nghệ thuộc da, làm cho da biến

thành da thuộc không thối, bền, làm chất cầm màu trong nhuộm vải bơng.
1.1.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng tannin hiện nay [7], [15], [22]
1.1.5.1. Trên thế giới
Các sản phẩm của tannin như tannin riche, tannin riche Extra, quer tannin
được sản xuất với sản lượng lớn ở Châu Âu để tăng hương vị cho rượu và bảo quản

rượu nho.
Gần đây, khi nghiên cứu về dược tính của chè xanh, các nhà khoa học đã tin
rằng các chất chống oxi hóa giữ vai trị chủ đạo. Chất chống oxi hóa trong chè là
polyphenol.
Những nghiên cứu gần đây về các vấn đề ứng dụng khác của tannin được các
nhà khoa học quan tâm, đó là vấn đề làm chất kết dính hoặc tạo keo với
focmaldehyde trong ngành cơng nghiệp gỗ ép, ván ép; chất chống ăn mịn kim loại
với chi phí thấp.
1.1.5.2. Ở Việt Nam
Hiện nay, tiềm năng khai thác tannin rất lớn nhưng việc nghiên cứu và hiệu
quả ứng dụng vẫn chưa cao. Gần đây, một số nhà khoa học đã bước đầu nghiên cứu
và thử tác dụng chống oxi hóa của polyphenol từ cây chè. Ngồi việc làm thuốc
chữa bệnh và các phụ gia có giá trị cao trong công nghiệp thực phẩm, tannin cũng
cần được nghiên cứu để sử dụng có hiệu quả hơn trong cơng nghiệp thuộc da và
chống ăn mịn kim loại.
1.1.6. Những loại thực vật chứa nhiều tannin [7], [8], [9], [32]
Tannin phân bố rộng rãi trong thiên nhiên.


18

Các lồi keo (acacia) khác nhau có hàm lượng tannin khác nhau. Lồi có
hàm lượng tannin lớn nhất là keo đen (acacia mearsi) có tới 40 – 43% tannin, lồi
acacia cepebricta có hàm lượng tannin từ 15 – 20%. Cây sồi chứa khoảng 7 – 10%
tannin. Cây chè cũng có hàm lượng tannin lớn: lá chè chứa khoảng 20% tannin. Vỏ
bạch đàn vùng Biển Đen chứa khoảng 10 – 12% tannin.
Nhìn chung, tannin có nhiều trong thực vật 2 lá mầm: Sến (sapotaceae), cỏ
roi ngựa (verbennaceae), họ cúc, hoa mõm chó (Scrophulariaceae), đào lộn hột
(anacardiaceae), thơng caribee (pinus caribaea),…
Đặc biệt, có một số loại tannin được hình thành do thực vật bị một bệnh lý

nào đó, như vị thuốc Ngũ bội tử là những túi được hình thành do nhộng của con sâu
ngũ bội tử gây ra trên cành và cuống lá của cây Muối (Rhus semialata, thuộc họ
Anacardiaceae). Hàm lượng tannin trong dược liệu thường khá cao, chiếm từ 6 –
35%, đặc biệt trong Ngũ bội tử có thể lên đến 50 – 70%.
1.2. TỔNG QUAN VỀ THÔNG
1.2.1. Sơ lược họ thông [7], [8], [12]
Họ thông, danh pháp khoa học: Pinaceae, là một họ trong bộ thông (pinales),
lớp thông (pinosida), ngành thơng (pinophyta) bao gồm nhiều lồi thực vật có quả
nón với giá trị thương mại quan trọng như tuyết tùng, linh sam, thiết sam, thông
rụng lá, thông và vân sam. Họ này bao gồm nhưng cây thân gỗ, thân có nhựa thơm,
tán thường có hình tháp. Nó là họ lớn nhất trong bộ này nếu tính theo sự đa dạng về
loài, với khoảng 220 – 250 loài (phụ thuộc vào quan điểm phân loại học), trong 11
chi và là họ lớn thứ hai sau họ hoàng đàn (cupressaceae) về khu vực phân bố địa lý.
1.2.1.1 Đặc điểm
Chúng là các loại thân gỗ (hiếm khi thấy dạng cây bụi) cao từ 2 - 100m, có
chứa nhựa thơm, các nón đơn tính cùng gốc, với các cành mọc đối hay theo vịng
xoắn và các lá hình kim hay hình dải hoặc hình vẩy sắp xếp theo đường xoắn ốc hay
mọc cụm trên đầu cành ngắn.
Các nón cái thường lớn và có dạng gỗ, dài 2 – 60cm, với nhiều vảy (lá) bắc
sắp xếp xoắn ốc và trên mỗi vảy bắc có hai hạt có cánh mỏng. Nón cái gồm nhiều


19

lá, noãn xếp xoắn ốc, mỗi lá noãn mang 2 nỗn đảo, lá nỗn khơng dính liền với lá
bắc.
Các nón đực thường có dạng hình trụ trịn và nhỏ, dài 0,5 – 6cm và rụng sớm
sau khi thụ phấn. Nhị nhiều xếp xoắn ốc, mỗi nhị mang 2 bao phấn. Các phấn hoa
được phân tán nhờ gió. Các hạt được phân tán chủ yếu nhờ gió, tuy nhiên ở một số
lồi thì các hạt lớn với cánh suy giảm được chim chóc phân tán. Các phơi là dạng đa

lá mầm, với 3 – 24 lá mầm. Quả nón phát triển trong 1 – 2 năm, rồi hóa gỗ.
1.2.1.2. Phân bố
Thơng được tìm thấy phần lớn ở Bắc bán cầu với phần lớn các lồi trong khu
vực ơn đới nhưng cũng tìm thấy ở khu vực nhiệt đới và hàn đới. Chỉ có một lồi có
khu vực sinh trưởng vượt qua đường xích đạo ở khu vực Đơng Nam Á. Các trung
tâm đa dạng lồi chủ yếu được tìm thấy ở các dãy núi thuộc tây nam Trung Quốc,
miền trung Nhật Bản, California (Hoa Kỳ) và Mexico.
1.2.2. Sơ lược chi, phân họ Thông [7], [12]
1.2.2.1. Chi, phân họ Thông
Họ thông gồm 11 chi được chia ra thành 4 phân họ, dựa trên hình thái
của nón, hạt và lá:
1. Phân họ Pinoideae (chi Pinus): Các nón phát triển trong hai năm, ít khi
ba năm, với mỗi vảy bắc của năm phát triển riêng biệt, tạo thành một u bướu trên
mỗi vảy bắc. Gốc của vảy bắc rộng bản, che phủ hoàn toàn các hạt khi nhìn xa trục.
Các hạt khơng có các túi nhựa. Các cánh giữ hạt trong một cặp vấu. Các lá với các
dải lỗ khí chính dọc theo trục (phía trên xylem) hoặc tương đương trên cả hai bề
mặt.
2. Phân họ Piceoideae (chi Picea): Các nón phát triển trong một năm, khơng
có các u bướu rõ rệt. Gốc vảy bắc rộng bản, che phủ hoàn toàn các hạt khi nhìn xa
trục. Các hạt khơng có các túi nhựa, màu hơi đen. Các cánh giữ hạt lỏng lẻo trong
đài hoa. Các lá với các dải lỗ khí chính dọc theo trục (phía trên xylem) hoặc tương
đương trên cả hai bề mặt.


20

3. Phân họ Laricoideae (các chi Larix, Cathaya, Pseudotsuga): Các nón
phát triển trong một năm, khơng có các u bướu rõ rệt. Gốc vảy bắc rộng bản, che
phủ hoàn toàn các hạt khi nhìn xa trục. Các hạt khơng có các túi nhựa, màu hơi
trắng. Các cánh giữ hạt chặt chẽ trong đài hoa. Các lá chỉ có các dải lỗ khí chính

dọc theo trục (phía dưới libe).
4. Phân họ Abietoideae (các chi Abies, Cedrus, Pseudolarix, Keteleeria,
Nothotsuga, Tsuga): Các nón phát triển trong một năm, khơng có các u bướu rõ
rệt. Gốc vảy bắc hẹp bản, che phủ khơng hồn tồn các hạt khi nhìn xa trục. Các hạt
có các túi nhựa. Các cánh giữ hạt chặt chẽ trong đài hoa. Các lá chỉ có các dải lỗ khí
chính dọc theo trục (phía dưới libe).
1.2.2.2. Một số lồi Thơng ở Việt Nam
Ở Việt Nam có 4 chi, 12 lồi:
1. Thơng Đà Lạt (thơng năm lá): Pinus
dalatensis
Cây gỗ to, có tán hình nón thưa, thường
xanh, cao đến hơn 30m và đường kính thân 0,6 0,8. Lồi đặc hữu của Việt nam. Gặp từ Thừa
Thiên Huế đến Tây Nguyên, Đắc Lắc, Lâm Đồng.
Nguồn gen hiếm, lồi cho gỗ sử dụng trong cơng
nghiệp sản xuất bột giấy. Đang bị đe dọa tuyệt chủng.
Hình 1.3. Cây, lá, quả thông Đà Lạt
2. Thông ba lá: Pinus kesiya
Cây gỗ lớn, vỏ màu nâu xám, nứt dọc rãnh
sâu, nhựa ít và có mùi hắc, thường đính 3 lá kim
trên một đầu cành ngắn.. Gỗ dùng trong xây dựng,
trụ mỏ, đóng đồ gia dụng, nguyên liệu sản xuất bột
giấy. 90% diện tích thơng ba lá là ở cao ngun
Langbian, là lồi có diện tích lớn nhất trong số các
lồi thơng ở Việt Nam

Hình 1.4. Cây, lá, quả thơng Ba lá


21

3. Thơng lá dẹt: Pinus krempfii
Cây gỗ to, có tán hình ơ, cao 30 - 35 m,
đường kính thân đến 0,7 m, cá biệt có khi đến
gần 2m. Gốc có bạnh, vỏ cây già màu nâu hồng,
có nhựa, là lồi đặc hữu của Việt Nam. Nguồn
gen qúy, hiếm và độc đáo nhất ở Việt Nam với
lá hình dải mác. Gỗ mềm, ít nhựa, màu từ trắng
đến vàng nhạt, nhẹ, có nhiều đặc tính kỹ thuật
tốt có thể sử dụng như gỗ thông ba lá.
4. Du sam đá vôi (thông dầu, mạy kinh, tơ

Hình 1.5. Lá, quả thơng lá dẹt

hạp đá vơi): Keteleeria davidiana.
Lồi cây này phân bố ở khu vực đồi núi và
các thung lũng có độ cao 200 m đến 1.000 m.
Cây có thể cao đến 40 m - 50 m. Gỗ du sam
mềm, màu trắng ngà, được dùng trong xây dựng,
cầu cống, làm đồ nội thất.
Hình 1.6. Cây, lá, quả du sam đá vơi
5. Thơng Pà Cị: Pinus kwangtugensis
Cây gỗ to, cao đến hơn 25 m, đường kính
thân 50-70cm, thường xanh, có chồi đơng với
các vảy chồi màu nâu nhạt. So với Thông năm
lá đà lạt (Pinus dalatensis) thì lá và nón cái của
lồi này ngắn hơn. Phân bố: Việt Nam: Cao
Bằng, Đắc Lắc. Cây cho gỗ xây dựng tốt. Sắp
nguy cấp, hiện đang được bảo vệ trong khu
rừng trên núi đá vơi ở Pà Cị.

Hình 1.7. Cây, lá, quả thơng Pà Cị


22

6. Thơng đi ngựa: Pinus massoniana
Cây gỗ lớn, có thể cao tới 40 m đường kính
có thể trên 90 cm. Thân trịn, thẳng hình trụ. Thân
ít nhựa, nhựa thơm nhẹ. Gỗ xấu, gỗ lõi màu nâu
vàng, thớ gỗ thô phẳng, gỗ nhẹ (tỷ trọng 0,390,49). Gỗ dùng chủ yếu cho xây dựng, đóng đồ gia
dụng, làm diêm, bột giấy và sợi nhân tạo. Nhựa là
nguồn nguyên liệu cho một số mặt hàng công
nghiệp và y tế, được trồng ở các tỉnh phía bắc từ

Hình 1.8. Cây, lá, quả thơng đi ngựa

Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn.
7. Thông nhựa (thông ta, thơng hai lá):
Pinus merkusii
Cây gỗ lớn, tán hình trứng, phân cành thấp,
vỏ cây màu sám nâu, thường nứt dọc, sâu. Trong
thân có nhiều nhựa, nhựa thơm hắc. Chủ yếu trồng
để lấy nhựa, tinh chế để thu được tinh dầu thông,
và phần cịn lại là Colophan được xà phịng hóa để
làm xà phòng và sử dụng làm keo trong sản xuất
giấy (Keo Nhựa Thông) và một số ứng dụng trong
công nghiệp điện, làm chất đốt... Cây có thể chịu
nóng, đất khơ cằn, khí hậu gần biển.

Hình 1.9. Cây, lá, quả thơng nhựa

Phân bố nhiều ở các tỉnh miền trung, một số ở các tỉnh Đông Bắc
8. Thiết sam: Tsuga dumosa
Cây thường cao 20-25m, đặc biệt có thể cao
tới 4 m. Các đường kính cây trưởng thành thường là
40-50cm. Gỗ cây có màu vàng nâu với cấu trúc tinh
tế và sớ gỗ thẳng. Tại Việt Nam số lượng thiết sam ít
hơn nhiều so với các loại kể trên

Hình 1.10. Cây, lá, quả thiết sam


23

9. Vân sam Phan xi phăng: Abies
delavayi phân loài fansipanensis.
Cây ưa thích độ cao, phát triển ở độ cao
3000-4000 m, có kích thước vừa và nhỏ,
thường xanh, cây cao tới 70-40 m; phân bố rời
rạc trên Fansipan (3.143 m), đôi khi được trồng
làm cây cảnh, u thích khí hậu lạnh.

Hình 1.11. Cây,lá,quả vân sam PhanXiPhăng

10. Sam lạnh: Abies nukiangensis
Cây cao đến 20 m; cành ban đầu hay nâu đỏ
hoặc nâu, phát triển trong 2 đến 3 năm thì trưởng
thành, khi ấy xuất hiện những vết sẹo lá; mùa
đơng nụ hình cầu, hơi nhựa. Ở Việt Nam chiếm
số lượng ít.

Hình 1.12. Cây, lá, quả sam lạnh

11. Hinh đá vôi: Keteleeria calcarea
Cây thường xanh, vỏ cây khe nứt theo
chiều dọc; tán rộng; nhánh khơng đều đặn;
cành yếu tạo chóp và rãnh, vết sẹo lá trịn;
khơng có cành ngắn. Vịng xoắn lá thường
bố trí xen kẻ, hoặc đơi khi gần như toả trịn
lan rộng, tuyến tính. Ở Việt Nam ít gặp hơn
các loại thông khác.
12. Thông Caribee
1.2.3. Giới thiệu cây thông Caribee [7], [26]
Tên Khoa học: Pinus caribaea Morelet
Tên tiếng Việt: Thông Caribee
Phân loại khoa học
Giới

: Thực vật

Hình 1.13. Cây, lá, quả hinh đá vôi


24

Ngành

: Pinophyta

Lớp

: Pinopsida

Bộ

: Pinales

Họ

: Pinaceae

Chi

: Pinus

Bản địa khu vực Trung Mỹ, Cuba, Bahamas và quần đảo Turks và Caicos.
1.2.3.1. Đặc điểm thực vật của cây thông Caribee
Cây gỗ nguyên sản cao tới 36m, đường kính 0,9 – 1,0m, vỏ màu nâu đỏ hoặc
lửa đỏ. Cành thô, màu nâu hoặc màu vàng đất, khơng có lơng nhưng có phấn trắng.
Các lá dạng vảy tồn tại 7 – 8 năm. Chồi màu nâu xám. Lá kim, 2 – 3 lá làm thành
một bó, thơng thường 3, dài 12 – 30cm, mảnh, mềm và rủ xuống, bẹ lá cứng dài từ
1 – 1,2cm, màu nâu sau trở thành màu đen. Nón cái khơng cuống mọc khơng tập
trung, nón đực tập trung đầu cành.
Quả hình trứng, dài, hơi cong, dài 5 – 12cm, vảy màu nâu đỏ, giữa dày lên,
có gai ngắn, hạt dài 6mm, rộng 3mm, màu lửa hoặc nâu nhạt, có chấm, có cánh dài
2,5cm. Lá mầm 6 – 7, ít khi 4 – 9.
Cây con trồng từ năm thứ 2 đã có sự sinh trưởng đột biến, cao trên 3m, 50
tháng tuổi cao 3,5 – 5,25m.

Hình 1.14. Cây, lá, vỏ, quả thông Caribee [7]

25

1.2.3.2. Đặc điểm sinh thái của cây thơng Caribee
Nhìn chung, thơng Caribee có thể sinh trưởng, phát triển trên nhiều loại đất
khác nhau. Thơng Caribee có khả năng thích nghi với vùng khí hậu ẩm, nhiệt đới
gió mùa, với nhiệt độ không quá lạnh 25 – 33oC, lượng mưa 1000 – 3000mm. Đặc
biệt thơng caribee có thể sinh trưởng trên đất bạc màu, nghèo dinh dưỡng, đất chua
(pH = 4,5 – 5,5), tầng đất mỏng mà bạch đàn và keo lai khơng phát triển được. Tuy
nhiên, khơng thích hợp với vùng đất sét nặng, bí, lầy, ở những thung lũng đất bồi tụ
kiềm cao.
Thơng Caribee có tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng thích ứng rộng với các
vùng sinh thái khác nhau trên thế giới. Đặc biệt là các nước thuộc vùng nhiệt đới và
á nhiệt đới. Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới của châu Á, có các
điều kiện địa lý khá tương đồng với điều kiện của vùng phân bố tự nhiên của cây
thông caribee.
1.2.3.3. Nguồn gốc và phân bố
Thông Caribee (Pinus caribaea) là một loại thông nhiệt đới, bản địa ở khu
vực Trung Mỹ, Cuba, Bahamas, quần đảo Turks, Caicos và Nicaragua.
Loại thông này có 3 biến chủng, phân bố ở các lãnh thổ khác nhau:
-

Pinus caribaea var caribaea – đặc hữu miền Tây Cuba (tỉnh Pinar del Rio

và đảo Youth)
-

Pinus caribaea var Bahamensis (Grisebach) W.H. Barrett & Golffari –

Thông Bahamas – Đặc hữu vùng Bahamas và quần đảo Turk và Caicos.
-

Pinus caribaea var Hondurensis (sénéclauze) W.H. Barrett & Golffari –

Thông Nicaragua. Bản địa của Nicaragua, Guatrmala, Belize, Honduras, và bang
Quintana Roo của Mexico.
Tại Việt Nam
Loài cây này mới được du nhập vào Việt Nam khoảng từ thập niên 1980 trở
lại đây, cây sinh trưởng tốt và rất có triển vọng.
Vùng trồng: