LuËn v¨n tèt nghiÖp §¹i ca: nguyÔn kim hiÒu 11 B¶ng 1.2. Ma trËn quy ho¹ch thùc nghiÖm N 0 X 1 X 2 N(%) τ(giê) 1 + + 9 8 2 - + 5 8 3 + - 9 4 4 - - 5 4 5 +α 0 11 6 6 -α 0 3 6 7 0 +α 7 10 8 0 -α 7 2 9 0 0 7 6 Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 12 Chơng II thí nghiệm và kết quả thí nghiệm 2.1. Quy trình công nghệ tạo gỗ biến tính Quy trình công nghệ biến tính gỗ theo phơng pháp ngâm thờng gỗ trong dung dịch PEG đợc miêu tả theo sơ đồ hình 2.1 Hình 2.1. Quy trình công nghệ biến tính gỗ: 2.1.1. Nguyên liệu gỗ: 2.1.1.1. Gỗ dùng trong thí nghiệm: Nguyên liệu dùng trong thí nghiệm là loại Keo lá tràm, đây là loại cây sinh trởng nhanh, có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau. Ngoài ra qua nhiều nghiên cứu ngời ta thấy rằng: Cây Keo lá tràm có khả năng tái tạo đất trồng tơng đối tốt, đặc biệt với vùng đất khô cằn. hờ những u thế của nó, ngời ta đa vào trồng tơng đối nhiều nhng lại cha có biện pháp sử dụng gỗ hiệu quả mà chỉ dừng lại ở một số loại hình sản xuất: Ván dăm, giấy, một số đồ mộc thông thờng, Cấu tạo thô đại của Keo lá tràm : - Nhìn trên mặt cắt ngang của cây gỗ ta thấy gỗ giác gỗ lõi phân biệt rõ ràng, gỗ giác có màu trắng, gỗ lõi có màu nâu hơi vàng, gỗ có vòng tăng trởng nhng không phân biệt rõ ràng, thờng có mắt gỗ. Sấy Sấy Nguyên liệu Xẻ phá Xẻ lại Thanh Thuốc PEG Kiểm tra Hoà tan Sản phẩm Kiểm tra chất lợng gỗ Ngâm Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 13 - Mạch gỗ: Lỗ mạch phân tán, hình tròn riêng rẽ, hay dính liền nhau từ 2 - 3 lỗ mạch, khá đồng đều. Số lợng từ 4-6 mạch/mm 2 . - Sợi gỗ: Tiết diện hình đa giác, hình dạng không đồng đều, xếp thành từng dãy xuyên tâm - Tia gỗ: Từ 4-5 tia/mm, hình thon dài, xếp xen kẽ. - Tế bào mô mềm: Tiết diện hình đa giác, xếp thành từng dãy song song, tia gỗ bao quanh lỗ mạch. Tế bào mô mềm có chứa tinh thể hình đa giác. 2.1.1.2. Hoá chất: Hoá chất dùng trong thí nghiệm là PEG(Polyetylen Glycol ) Công thức cấu tạo: HO - CH 2 - (CH 2 - O - CH 2 ) n - CH 2 - OH - Nguồn gốc: PEG là loại muối trung tính, màu trắng, không mùi đợc trùng hợp từ nhiều phân tử có gốc (-OH). + PEG tan tốt trong nớc, độ PH=7,4, khó bị rửa trôi PEG là một loại thuốc dùng để biến tính gỗ. Nó đã đợc dùng từ rất sớm và khá phổ biến trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam ít đợc sử dụng do công nghệ và thiết bị cha phát triển rộng rãi, thêm nữa giá thành khá cao. + PEG có thể tẩm bằng nhièu phơng pháp và là loại thuốc dễ thấm. + PEG dùng trong thí nghiệm là loại PÊG1000 của Trung Quốc. - Thành phần: PEG là một thành phần của nhiều loại thuốc khác nhau. ở Việt Nam PEG thờng đợc dùng để ngâm tẩm cho gỗ dùng để trạm khắc, thoi dệt và chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm. 2.1.2.Dụng cụ thí nghiệm: - Cân điện tử với độ chính xác 0.1g dùng để cân thuốc; - Tủ sấy: Nhiệt độ tối đa 300 0 C, độ chính xác 1 0 C,dùng để sấy mẫu thêo tiêu chuẩn; ống thuỷ tinh chia vạch 1/10ml, dung tích 5001ml, dùng pha thuốc; Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 14 - Thớc kẹp, với độ chính xác 0.1mm, dùng đo kích thớc mẫu; - Thiết bị dùng để ngâm thờng; - Máy đo độ ẩm; - Súng phun sơn PU. Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 15 2.1.3.Trình tự thí nghiệm: 2.1.3.1.Tạo mẫu: Từ khúc gỗ tròn qua ca vòng xẻ phá tạo ra các ván có chiều dày 14mm. Các ván đa vào ca đĩa để xẻ lại tạo ra các thanh có kích thớc 14x32mm, đa thanh vào cuốn và thẩm sao cho bề mặt đạt độ nhẵn yêu cầu với kích thớclà 10x30mm. Cuối cùng đa vào ca cắt ngang, cắt mẫu theo kích thớc chuẩn 30x30x10mm. 2.1.3.2.Sấy mẫu gỗ trớc khi ngâm: Mẫu cắt xong đợc đa vào tử sấy, để tránh các khuyết tật do sấy cho mẫu, chúng tôi đặt nhiệt độ tủ sấy ban đầu thấp:455 0 C. Đồng thời để tiết kiệm chi phí năng lợng, chúng tôi thờng xyên theo dõi kiểm tra và tăng nhiệt độ lò cho đến khi mẫu đạt độ ẩm cuối cùng 102%. 2.1.3.3.Ngâm: Trong thí nghiệm này chúng tôi sử dụng phơng pháp ngâm thòng. Nồng độ chất PEG và thời gian ngâm đợc tiến hành theo ma trận quy hoạch thực nghiệm ở bảng 1.2. Ngâm thờng là phơng pháp cổ điển nhất nhng lại đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nớc. - Ưu điểm của phơng pháp :Đơn giản, dễ áp dụng, khong đòi hỏi trang thiết bị phức tạp, có thể tập trung với khối lợng lớn. - Nhợc điểm: Thời gian tẩm kéo dài, đối với một số loại gỗ khó thấm thuốc, nếu ngâm thờng khó đáp ứng đợc yêu cầu các chất bảo quản. Không áp dụng ở nơi có khối lợng gỗ tẩm nhỏ vì sẽ gây lãng phí lợng thuốc ngâm còn trong bể. 2.1.3.4.Sấy mẫu sau khi ngâm: Mẫu sau khi ngâm tẩm PEG ta tiến hành sấy mẫu đến khô kiệt để đo tỷ lệ trơng nở của gỗ sau khi ngâm. Nhiệt độ là 1102 0 C. 2.1.3.5. Kiểm tra các chỉ tiêu của mẫu sau khi sấy: Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 16 Mẫu gỗ sau khi sấy đợc kiểm tra các chỉ tiêu. Đó là: Khả năng co rút, giãn nở theo chiều xuyên tâm, tiếp tuyến và dọc thớ; ảnh hởng của nồng độ và thời gian tẩm đến khả năng trang sức của gỗ và khả năng chống cháy của gỗ. Việc đánh giá khả năng co rút và giãn nở của gỗ đã xử lý PEG đựơc đánh giá qua chỉ tiêu:Tỷ lệ co rút và giãn nở theo chiều dọc thớ<1%; tỷ lệ co rút và giãn nở theo chiều xuyên tâm:2-7%; tỷ lệ co rút và giãn nở theo chiều tiếp tuyến:4-14%. 2.2.Kết quả thí nghiệm và đánh giá kết quả: Kết quả thí nghiệm tra khả năng co rút, giãn nở của gỗ đợc trình bày ở bảng2.1. Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm tra khả năng co rút, giãn nở của gỗ N 0 N(%) T(giờ) Dọc thớ(Y 1 ) Xuyên tâm(Y 2 ) Tiếp tuyến(Y 3 ) Co rút Giãn nở Co rút Giãn nở Co rút Giãn nở 1 9 8 0.29 0.27 2.54 2.46 4.50 4.22 2 5 8 0.31 0.29 3.14 2.50 4.50 4.41 3 9 4 0.31 0.35 2.24 2.66 4.40 4.44 4 5 4 0.32 0.39 3.01 3.24 4.46 4.90 5 11 6 0.24 0.30 2.35 3.08 4.36 4.25 6 3 6 0.37 0.38 2.62 4.59 4.63 4.62 7 7 10 0.23 0.23 2.35 2.87 4.42 4.83 8 7 2 0.16 0.20 2.16 2.19 4.11 4.42 9 7 6 0.33 0.30 2.58 3.43 4.59 5.34 2.2.1. Khả năng co rút của gỗ: 2.2.1.1. Co rút dọc thớ: Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 17 Từ kết quả bảng 2.2 chúng tôi xử lý kết quả trên máy vi tính theo chơng trình OPT. Kết quả về co rút dọc thớ đợc ghi lại ở bảng 2.2. Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 18 Bảng 2.2. Kết qủa co rút dọc thớ của gỗ N 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y TB Y - Y OST 1 0.24 0.27 0.38 0.297 0.264 -0.032 2 0.43 0.19 0.32 0.313 0.318 0.005 3 0.30 0.25 0.329 0.313 0.253 -0.060 4 0.32 0.43 0.22 0.323 0.301 -0.023 5 0.23 0.31 0.19 0.213 0.311 0.068 6 0.39 0.39 0.32 0.367 0.373 0.006 7 0.30 0.18 0.20 0.227 0.241 0.014 8 0.21 0.16 0.12 0.163 0.223 0.060 9 0.38 0.29 0.33 0.333 0.295 -0.038 Co rút dọc thớ của gỗ không xử lý thuốc PEGlà: 0<39% Từ kết quả thu đợc kết hợp với bảng (2.1) và (2.2) chúng tôi xây dựng đợc phơng trình tơng quan biểu diễn ảnh hởng của nồng độ và thời gian tẩm thuốc PEG (Polyetylen glycol) đến tỷ lệ co rút dọc thớ của gỗ Keo lá tràm. -Phơng trình dạng thực: Y DT =0.345 - 0.114N + 0.0078N 2 + 0.134 - 0.0004N - 0.0106 2 (2.1) Qua kết quả thu đợc và từ phơng trình (2.1) ta vẽ đợc đồ thị sau: 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 3 5 7 9 11 n ồng độ PEG(%) t ỉ lệ co rút dọc thớ(%) 2 giờ 4 giờ 6 giờ 10 giờ 8 giờ Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 19 Hình 2.1. Quan hệ giữa nồng độ PEG, thời gian ngâm tẩm và tỉ lệ co rút dọc thớ Từ các kết quả ở bảng, phơng trình 2.1 và đồ thị hình 2.1 cho ta một số nhận xét sau: + Khi thời gian ngâm tăng từ 2-8 giờ thì tỷ lệ co rút dọc thớ có xu hớng giảm,song tỷ lệ co rút dọc thớ lại có xu hớng tăng lên khi thời gian ngâm tăng từ 8-10 giờ. + Khi nồng độ thuốc PEG tăng từ 3 -8% thì tỷ lệ co rút dọc thớ có xu hớng giảm dần sau đó tỷ lệ co rút dọc thớ lại có xu hớng tăng lên khi nồng độ thuốc PEG tăng từ khoảng 8 11%. Nh vậy ta thấy với cấp thời gian 8giờ ứng với cấp nồng độ 8% thì tỷ lệ co rút dọc thớ là nhỏ nhất. 2.5.1.2.Co rút xuyên tâm. Từ kết quả co rút ở bảng 2.1 chúng tôi xử lý và thu đợc số liệu ghi ở bảng sau: N 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y TB Y - Y 0st 1 2.47 2.65 2.50 2.540 2.531 - 0.027 2 3.09 3.28 3.04 3.137 2.899 - 0.237 3 2.08 2.23 2.42 2.243 2.215 - 0.029 4 2.75 3.08 3.38 3.070 2.831 - 0.239 5 2.24 2.04 2.77 2.350 2.356 0.006 6 2.37 2.39 3.09 2.617 2.968 0.351 7 2.02 2.94 2.21 2.390 2.567 0.177 8 2.03 2.18 2.28 2.163 2.344 0.180 9 2.27 2.68 2.79 2.580 2.397 - 0.183 Bảng 2.3 co rút xuyên tâm khi đã qua xử lý Co rút xuyên tâm của gỗ không xử lý thuốc PEG là: 2,78 Từ kết qua thu đợc kết hợp với bảng 2.1 và 2.3 chúng tôi xây dựng đợc phơng trình tơng quan biểu diễn ảnh hởng của nồng độ và thời gian tâmr thuốc PEG đến tỷ lệ co rút the phơng xuyên tâm của gổ Keo lá tràm. Luận văn tốt nghiệp Đại ca: nguyễn kim hiều 20 - Phơng trình dạng thực: Y XT = 6.138 0.835N + 0.044N 2 0.173 +0.014N + 0.0098 2 (2.2) Từ kết quả sau thí nghiệm, kết hợp với phơng trình (2.2) ta vẽ đợc đồ thị sau: Hình 2.2: Quan hệ giữa nồng độ PEG va thời gian tẩm thuốc đến tỷ lệ co rút xuyên tâm. * Nhận xét: Tỷ lệ co rút của gỗ theo chiều xuyên tâm tăng và giảm không ổn định. Tuy nhiên ở cấp nồng độ 9% và thời gian ngâm là 8 giờ thì tỷ lệ co rút theo chiều xuyên tâm là nhỏ nhất. 2.5.1.3. Co rút tiếp tuyến. Từ kết quả thu đợc ở bảng (2.1) chúng tôi xử lý số liệu và thu đợc kết quả ở bảng(2.4) N 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y TB Y - Y OST 1 5.12 4.20 4.19 4.503 4.453 -0.051 2 4.53 4.42 4.55 4.500 4.529 0.029 3 4.26 4.00 4.39 4.397 4.271 -0.126 4 5.15 4.16 4.06 4.457 4.411 -0.046 2 3 4 3 5 7 9 11 2giờ 4giờ 6giờ 10giờ 8giờ Nồng độ PEG(%) T ỉ lệ co rút xuyên tâm(%) . ảnh hởng của nồng độ và thời gian tẩm đến khả năng trang sức của gỗ và khả năng chống cháy của gỗ. Việc đánh giá khả năng co rút và giãn nở của gỗ đã xử lý PEG đựơc đánh giá qua chỉ tiêu:Tỷ. Y 2 Y 3 Y TB Y - Y 0st 1 2. 47 2. 65 2. 50 2. 540 2. 531 - 0. 027 2 3.09 3 .28 3.04 3.137 2. 899 - 0 .23 7 3 2. 08 2. 23 2. 42 2 .24 3 2. 215 - 0. 029 4 2. 75 3.08 3.38 3.070 2. 831 - 0 .23 9 5 2. 24 2. 04. 2. 24 2. 04 2. 77 2. 350 2. 356 0.006 6 2. 37 2. 39 3.09 2. 617 2. 968 0.351 7 2. 02 2.94 2. 21 2. 390 2. 567 0.177 8 2. 03 2. 18 2. 28 2. 163 2. 344 0.180 9 2. 27 2. 68 2. 79 2. 580 2. 397 - 0.183 Bảng 2. 3 co rút