Bộ giáo dục đào tạo nông nghiệp ptnt Tr-ờng đại học lâm nghiệp Trần ngọc thành Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch) làm ván sàn ph-ơng pháp nén ép Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Tây 2006 Bộ giáo dục đào tạo nông nghiệp ptnt Tr-ờng đại học lâm nghiệp Trần ngọc thành Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch) làm ván sàn ph-ơng pháp nén ép Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị công nghệ gỗ ,giấy Mã số: 60.52.24 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật H-ớng dẫn khoa học: TS Vũ huy đại Hà Tây 2006 Lời Cảm ơn ! Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới lãnh đạo cán bộ, giảng viên Khoa sau đại học, Khoa chế biến lâm sản, Trung tâm thí nghiệm, Trung tâm nghiên cứu chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng, Trung tâm khoa học thviện, Phòng khoa học hợp tác quốc tế Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ ph-ơng pháp nghiên cứu, kiến thức chuyên môn, tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài, sở vật chất trang thiết bị thí nghiệm suốt trình học tập làm tốt nghiệp Tôi đặc biệt cảm ơn thầy giáo h-ớng dẫn khoa học TS Vũ Huy Đại tận tình h-ớng dẫn giúp đỡ kiến thức chuyên môn, tài liệu tham khảo để luận văn đ-ợc hoàn thành Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo quan, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ cho sở vật chất, thời gian, động viên suốt trình học tập hoàn thành luận văn Cuối xin bày tỏ kính trọng biết ơn tới Bố, Mẹ, anh chị em vợ động viên khích lệ suốt trình nghiên cứu học tập Tác giả Trần Ngọc Thành Mục lục Lời cảm ơn Đặt vấn đề Ch-ơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Trong n-ớc 1.2 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối t-ợng nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu 1.6 Ph-ơng pháp nghiên cứu 1.7 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 12 Ch-ơng Cơ sở lý luận 13 2.1 Đặc điểm chung gỗ 13 2.2 Đặc điểm gỗ Trám trắng 18 2.3 Nguyên lý nén ép gỗ 19 2.4 Xử lý hoá dẻo gỗ 20 2.4.1 Các ph-ơng pháp hoá dẻo 20 2.4.2 Cơ chế hoá dẻo gỗ 21 2.4.3 Các yếu tố ảnh h-ởng đến chất l-ợng gỗ biến tính 33 2.4.4 ổn định kích th-ớc gỗ sau nén ép 35 2.5 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván sàn 36 Ch-ơng Nội dung kết nghiên cứu 39 3.1 Quy trình thực nghiệm 39 3.1.1 Xác định tính chất lý gỗ Trám trắng 39 3.1.2 Chuẩn bị mẫu 39 3.1.3 Các b-ớc tiến hành thực nghiệm 39 3.2 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến KLTT 42 3.3 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ đàn hồi trở lại 44 3.4 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến tính chất học gỗ 46 biến tính 3.4.1 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ bền uốn tĩnh 46 3.4.2 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ bền ép dọc 48 3.4.3 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến modul đàn hồi uốn 49 tĩnh 3.4.4 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ cứng xung kích 50 3.4.5 ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ bền ép ngang 52 3.5 Đánh giá tính chất gỗ Trám trắng làm ván sàn 53 3.5.1 Đặc điểm bề mặt gỗ 53 3.5.2 Tính chất gỗ biến tính 54 3.5.3 Khả làm ván sàn gỗ Trám trắng biến tính 56 Ch-ơng Kết luận kiến nghị 58 4.1 Kết luận 58 4.1 Kiến nghị 60 Tài liệu tham khảo Phần phụ lục Đặt vấn đề Gỗ vật liệu tự nhiên có nhiều -u điểm đ-ợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm mộc phục vụ mục đích khác Trong năm gần đây, nhiều nguyên nhân khác mà loại gỗ có chất l-ợng tốt nh- tính chất lý cao, vân thớ đẹp, độ bền tự nhiên cao ngày bị cạn kiệt Theo phát triển khoa học công nghệ giai đoạn lịch sử gắn liền với việc nâng cao chất l-ợng sử dụng gỗ hợp lý phù hợp với mục đích sử dụng khác Vật liệu gỗ có nhiều đặc tính -u việt nh-: nhẹ, hệ số phẩm chất cao, dễ gia công chế biến, chịu đ-ợc tác động ngoại lực gỗ đ-ợc sử dụng để sản xuất sản phẩm dùng nội thất, xây dựng, giao thông số lĩnh vực khác Tuy nhiên nhìn góc độ chế biến học gỗ có số nh-ợc điểm nh-: tính dị h-ớng, khả co dãn cao dẫn tới gỗ bị cong vênh Tính chất gỗ phụ thuộc vào loài cây, mà phụ thuộc vào tuổi Do nâng cao chất l-ợng ( tính chất lý ) gỗ rừng trồng để nâng cao giá trị sử dụng thay loại gỗ quý nhằm đáp ứng đ-ợc nhu cầu thực tiễn sản xuất xu h-ớng chiến l-ợc công nghiệp chế biến gỗ n-ớc ta Sản xuất gỗ biến tính ph-ơng pháp nén ép xu h-ớng nâng cao tính chất lý sử dụng hiệu loại nguyên liệu gỗ rừng trồng Trong năm qua, số rừng trồng mọc nhanh tỏ -u tốc độ sinh tr-ởng nh-ng lại có nhiều nh-ợc điểm lớn nhkhối l-ợng thể tích thấp dẫn đến tính chất lý thấp độ bền tự nhiên không cao Chính việc nâng cao khối l-ợng thể tích gỗ rừng trồng có khối l-ợng thể tích thấp có ý nghĩa khoa học thực tiễn lớn Trên giới, công nghệ biến tính gỗ đ-ợc nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất lâu Công nghệ biến tính gỗ theo nhiều xu h-ớng khác đ-ợc phát triển mạnh mẽ nhiều n-ớc giới tạo nhiều loại vật liệu có tính chất lý tính công nghệ cao đ-ợc sử dụng nhiều lĩnh vực đời sống xã hội nh- sản xuất đồ mộc nội thất, xây dựng, giao thông, chế tạo máy Trong năm gần đây, công nghệ biến tính gỗ loại gỗ rừng trồng n-ớc ta đ-ợc nghiên cứu thu đ-ợc kết ban đầu khả quan ( số loại gỗ rừng trồng: Keo, Bồ Đề), đặt móng cho nghiên cứu Trám trắng ( Canarium album Raeusch) loài rừng trồng mọc nhanh có khối l-ợng thể tích thấp đ-ợc nghiên cứu theo xu h-ớng sử dụng sản xuất ván dán, bột giấy Nghiên cứu nâng cao chất l-ợng gỗ Trám trắng để sản xuất đồ mộc nội thất, xây dựng hầu nhch-a đ-ợc nghiên cứu Xuất phát từ thực tiễn để tiếp tục nghiên cứu biến tính gỗ rừng trồng phục vụ cho ngành chế biến gỗ xây dựng dân dụng chọn đề tài: Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch.) làm ván sàn phương pháp nén ép Ch-ơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.1.1 Trên giới Gỗ loại vật liệu tự nhiên vừa có tính dẻo vừa có tính đàn hồi, d-ới điều kiện công nghệ định gỗ bị nén ép lại làm cho mật độ gỗ tăng lên nh-ng không phá vỡ kết cấu từ nâng cao đ-ợc độ bền học gỗ Gỗ có đặc tính xốp, mao dẫn, dị h-ớng có khả trao đổi ẩm với môi tr-ờng xung quanh dẫn tới đổi kích th-ớc, hình dạng tính chất lý gỗ ảnh h-ởng đến thời gian sử dụng độ bền sản phẩm Công nghệ biến tính gỗ đ-ợc phát triển mạnh mẽ giới từ năm 1970 Nga, Mỹ, Đức với mục đích nâng cao tính chất gỗ Biến tính gỗ trình thay đổi tính chất gỗ d-ới tác động yếu tố hoá học, vật lý tác động lên gỗ mà chủ yếu tác động vào cấu trúc vách tế bào Hiện có số loại hình biến tính gỗ nh-: gỗ ngâm tẩm, gỗ ép lớp, gỗ nén, gỗ tăng tỷ trọng, polyme hoá Trong lĩnh vực biến tính gỗ ph-ơng pháp nén ép nhằm tạo loại vật liệu là: gỗ biến tính có tính chất lý cao so với gỗ ban đầu theo số h-ớng sau: + Biến tính nhiệt Đây ph-ơng pháp sử dụng đặc tính rỗng xốp gỗ để dồn nén gỗ làm cho gỗ có mật độ lớn đơn vị thể tích, tức làm tăng khối l-ợng thể tích gỗ từ tăng đ-ợc độ cứng vật liệu Gỗ d-ới tác dụng ngoại lực ph-ơng pháp khác có biến dạng định nén gỗ theo chiều ngang thớ ( theo h-ớng xuyên tâm tiếp tuyến) Ng-ời Đức sản xuất gỗ nén vào năm 30 kỷ Trên thị tr-ờng đ-ợc tiêu thụ với th-ơng hiệu Lignostone, chủ yếu dùng để sản xuất suốt thoi dệt cán công cụ[7] Nguyên lý tạo sản phẩm gỗ ph-ơng pháp nén ép gỗ đ-ợc hoá dẻo xử lý nhiệt ẩm sau đ-ợc nén ép khuôn ép kín áp lực nhiệt độ cao GS P N Xykhranxki, Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp kỹ thuật Varonhez ng-ời đầu lĩnh vực n-ớc Nga Ông xây dựng đ-ợc sở lý thuyết, thông số công nghệ xác định đ-ợc nhiều tính chất gỗ biến tính Tùy theo đặc điểm loại gỗ mục đích sử dụng mà nén với tỷ suất nén khác từ 20-62% khối l-ợng thể tích đạt cao 1,460 g/cm3( ví dụ gỗ Thông nén với tỷ suất nén 62%) Gỗ nguyên đ-ợc hoá dẻo n-ớc với áp suất không lớn at, sau đ-ợc nén ép nhiệt độ 110-1300C sấy gỗ chế độ nhiệt độ thấp Quá trình ép sấy gỗ đ-ợc tiến hành khuôn kín Sản phẩm gỗ biến tính ph-ơng pháp Khukhrenxki đ-ợc sản xuất nhiều sở sản xuất đ-ợc sử dụng lĩnh vực chế tạo máy để thay kim loại màu số loại động Tuy nhiên, nh-ợc điểm lớn ph-ơng pháp tỷ suất đàn hồi trở lại cao, điều hạn chế việc sử dụng sản phẩm chúng lĩnh vực sản phẩm mộc.[28] Một số nhà khoa học Học viện Kỹ thuật Lâm nghiệp Leningrat tiến hành hoá dẻo gỗ nhiệt độ 160-1700C sau tiến hành nén ép áp lực cao (400-500 kgf/cm2) thời gian định tạo sản phẩm gỗ biến tính có chất l-ợng cao.[29] GS V.G Matveeva, H.M Tretverikova thuộc Viện nghiên cứu công nghệ gỗ SNIMOD, Nga xây dựng đ-ợc công nghệ nén ép gỗ ph-ơng làm nóng gỗ tr-ớc Gỗ đ-ợc nén ép xuống 10% đ-ợc làm nóng máy ép nhiệt độ 110-1600C, sau sau tiến hành gia nhiệt nén ép mức khác đạt đ-ợc tỷ suất nén cuối Gỗ nén ép đạt đ-ợc khối l-ợng thể tích 1,300 g/cm3 [28;29] Theo V.G Matveeva tăng mức độ nén gỗ, độ bền gỗ tăng lên mà không phụ thuộc vào ph-ơng pháp nén Khi tăng mức độ ép gỗ cực đại độ bền gỗ tăng lên nhanh [9] Tại Nga, có nhiều công trình nghiên cứu nhà khoa học công nghệ biến tính gỗ theo ph-ơng pháp Sản phẩm gỗ biến tính đ-ợc tiêu chuẩn hoá theo ph-ơng pháp sản xuất lĩnh vực ứng dụng Viện hoá học mỏ Bắc Kinh thí nghiệm dùng gỗ nén thu đ-ợc kết thực nghiệm tính đàn hồi [9] GS A I Kalisin T.A Darzihs, Viện công nghệ hoá học gỗ Latvia nghiên cứu thành công việc hoá dẻo gỗ dung dịch amonac với nồng độ khác amoniac dạng khí, sau đ-ợc tiến hành nén ép nhiệt độ 140-1600C với áp lực từ 20-80 kgf/cm2 với thời gian định.[9] Phòng Thí nghiệm Lâm sản, Mỹ nghiên cứu thành công việc nén ép gỗ ph-ơng pháp hoá dẻo gỗ xử lý nhiệt sau nén ép áp suất cao Sản phẩm có tên gọi th-ơng mại (Staypak) [15] Nh-ợc điểm gỗ nén ép theo ph-ơng pháp kích th-ớc gỗ không ổn định điều kiện ẩm -ớt gỗ dễ hút ẩm đàn hồi trở trạng thái ban đầu việc ngăn ngừa đàn hồi chế trình nén ép gỗ nguyên nhân đàn hồi trở trạng thái ban đầu việc ngăn ngừa trở trạng thái ban đầu vấn đề cần đ-ợc nghiên cứu d-ới nhiều ph-ơng diện khác nhau, nh-ng vấn đề đàn hồi trở trạng thái ban đầu khắc phục hoàn toàn + Biến tính hóa- nhiệt Gỗ đ-ợc tẩm hoá chất nén ép chế độ ép định Sản phẩm gỗ nén có tỷ trọng t-ơng đối cao tỷ suất đàn hồi trở lại thấp so với gỗ nén ép ph-ơng pháp nhiệt 50 Nhận xét: Từ kết cho thấy: Khi tăng nhiệt độ ép tỷ suất nén modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ Trám trắng biến tính tăng theo tỉ lệ thuận : với chế độ ép T = 1600C tỷ suất nén =50% modul đàn hồi uốn tĩnh đạt giá trị cao 11678,32 MPa So với modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ Trám trắng đối chứng ( 6942,18 MPa) modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ Trám trắng biến tính tăng lên nhiều Điều giải thích nh- sau : nh- biết modul đàn hồi lớn vật liệu khó biến dạng, độ cứng vật liệu lớn Do mật độ gỗ biến tính lớn, mức độ liên kết chặt chẽ với tăng dần theo nhiệt độ tỷ suất nén modul đàn hồi gỗ biến tính tăng theo 3.5.4 ảnh h-ởng nhiệt độ, thời gian đến độ cứng xung kích Sau gỗ đ-ợc nén ép theo chế độ sơ đồ thực nghiệm để ổn định phòng thí nghiệm điều kiện bình th-ờng; sau sấy để gỗ đạt độ ẩm W =12%, gia công mẫu theo kích th-ớc 15 x 15 x 225 mm để thử độ cứng xung kích so sánh với mẫu đối chứng Kết thử độ cứng xung kích đ-ợc ghi phụ biểu 46-54, bảng 3.8 biểu đồ 3.6, Bảng 3.8: ảnh h-ởng nhiệt độ tỉ suất nén đến độ cứng xung kích, g.mm/mm2 Tỉ suất nén , % T0C 140 150 160 Đối chứng 40 45 50 1311,96 1355,41 1449,09 1499,63 1552,86 1608,99 1668,24 1730,82 1797,02 1029,35 51 Đồ thị 3.6: ảnh h-ởng tỉ suất nén nhiệt độ ép đến độ cứng xung kích Nhận xét: Từ kết cho thấy: Khi tăng nhiệt độ ép tỉ suất nén độ cứng xung kích gỗ Trám trắng biến tính tăng theo tỉ lệ thuận : với chế độ ép T = 1600C, tỷ suất nén =50% độ cứng xung kích đạt giá trị cao So với độ cứng xung kích gỗ Trám trắng đối chứng (1029,35 g.mm/mm2) độ cứng xung kích gỗ Trám trắng biến tính tăng lên nhiều Điều giải thích nh- sau : nh- biết lớn vật liệu khó biến dạng, độ cứng vật liệu lớn Do mật độ gỗ biến tính tăng nên độ cứng vững tăng theo nên độ cứng xung kích tăng 3.5.5 ảnh h-ởng nhiệt độ , tỷ suất nén ép đến độ bền ép ngang Sau gỗ đ-ợc nén ép theo chế độ sơ đồ thực nghiệm đ-ợc xử lý nhiệt T=1700C 120ph để ổn định phòng thí nghiệm, gia công mẫu theo kích th-ớc 15 x 15 x 22,5 mm để thử độ bền ép ngang độ ẩm W =12% so sánh với mẫu đối chứng Kết thử độ bền ép ngang đ-ợc ghi phụ biểu 37-45, bảng 3.9 đồ thị 3.7 52 Bảng 3.9 ảnh h-ởng nhiệt độ thời gian đến độ bền ép ngang, MPa Tỉ suất nén , % T0C Đối chứng 40 45 50 6,52 6,66 6,80 150 6,83 7,13 7,23 160 7,14 7,33 7,45 140 3,78 Đồ thị 3.7: ảnh h-ởng tỉ suất nén nhiệt độ ép đến độ bền ép ngang Nhận xét: Từ kết cho thấy: Khi tăng nhiệt độ ép thời gian ép độ bền ép ngang gỗ Trám trắng biến tính tăng theo tỉ lệ thuận : với chế độ ép T = 1600C tỷ suất nén =50% độ bền ép ngang đạt giá trị cao en = 7,45 MPa So với độ bền ép ngang gỗ Trám trắng đối chứng (3,78 MPa) độ bền ép ngang gỗ Trám trắng biến tính tăng lên nhiều Điều đ-ợc giải thích nh- sau: gỗ sau đ-ợc nén ép khoảng cách mixen ngắn lại hình thành liên kết hydro, đồng thời sức hút t-ơng hỗ mixen tăng lên Khi tăng nhiệt độ thời gian ép thành phần 53 vách tế bào trở lên hoá dẻo hơn, gỗ đ-ợc ép chặt từ hình thành nhiều liên kết hydro độ bền ép ngang gỗ biến tính tăng 3.6 Đánh giá tính chất gỗ Trám trắng biến tính làm ván sàn Ván sàn th-ờng đ-ợc sản xuất từ loại gỗ có khối l-ợng thể tích từ trung bình đến cao: 0.55 g/cm3-0.75 g/cm3, yêu cầu tính chất lý t-ơng đối cao ổn định kích th-ớc môi tr-ờng sử dụng Để đánh giá khả sử dụng gỗ biến tính làm ván sàn dựa việc phân tích tính chất gỗ biến tính Các kết xác định độ bền học gỗ độ đàn hồi trở lại gỗ biến tính cho thấy tính chất lý gỗ biến tính có độ bền cao độ dàn hồi thấp tỷ suất nén =50% T=1600 Do để đánh giá tính chất gỗ biến tính làm ván sàn, đề tài lựa chọn tính chất lý gỗ biến tính cấp độ tỷ suất nén =50% T=1600C 3.6.1 Đặc điểm bề mặt gỗ + Màu sắc: Gỗ Trám trắng biến tính sau nén ép có màu vàng nhạt t-ơng đối đồng đều, đáp ứng tốt yêu cầu trang sức làm vật liệu ván sàn + Vân thớ: Gỗ nén ép có vân thớ đẹp, độ mịn cao gỗ đ-ợc dồn nén lại làm giảm kích th-ớc tế bào gỗ (đ-ờng kính ruột tế bào) thu hẹp lại khoảng cách khoảng không gian tế bào + Độ bóng: Gỗ có độ mịn cao, nên bề mặt gỗ bóng cảm nhận mắt th-ờng nhận thấy điều 3.6.2 Tính chất gỗ biến tính Qua thực nghiệm, tính chất lý gỗ Trám trắng biến tính đ-ợc tổng hợp bảng 3.10 Các kết xác định độ bền học gỗ độ đàn hồi trở lại gỗ biến tính cho thấy tính chất lý gỗ biến tính có độ bền cao độ đàn hồi thấp tỷ suất nén =50% T=1600 Do để đánh giá tính chất gỗ 54 biến tính làm ván sàn, đề tài lựa chọn tính chất lý gỗ biến tính cấp độ tỷ suất nén =50% T=1600C Bảng 3.10 Tổng hợp số tính chất lý gỗ biến tính chế độ ép, Yếu tố đầu Yếu tố đầu vào Tính chất học Tính chất vật lý Độ đàn Số thí Khối Độ bền Độ cứng nghiệm Nhiệt Tỷ suất l-ợng hồi trở lại, Độ bền ép ép MOR MOE xung kích, % độ nén Dọc, thể tích ngang, MPa MPa g.mm/ % MPa MPa mm2 ,g/cm 140 40 0,499 43,58 66,17 6,52 120,40 10413,27 1311,96 1 2 3 140 140 150 150 150 160 160 160 45 50 40 45 50 40 45 50 0,648 0,706 0,566 0,720 0,758 0,696 0,786 0,798 37,54 32,28 20,69 17,46 16,93 15,46 13,78 12,51 67,40 69,46 69,05 71,11 72,38 71,69 73,06 74,65 6,66 6,80 6,83 7,13 7,23 7,14 7,33 7,45 124,46 126,01 127,87 132,19 136,68 131,48 138,39 146,50 10786,19 1355,41 11070,60 1449,09 10807,50 1499,63 11058,48 1552,86 11373,93 1608,99 11045,03 1668,24 11310,71 1703,82 11678,32 1797,02 Ván sàn th-ờng đ-ợc sản xuất từ loại gỗ có khối l-ợng thể tích trung bình đến cao 0.55 g/cm3-0.75 g/cm3, yêu cầu tính chất lý t-ơng đối cao ổn định kích th-ớc môi tr-ờng sử dụng Để đánh giá khả sử dụng gỗ biến tính làm ván sàn dựa việc phân tích tính chất gỗ biến tính + Tính chất lý: Các kết xác định tính chất gỗ biến tính Trám trắng với nhiệt độ ép 1600C, tỷ suất nén 50% so với gỗ đối chứng đ-ợc tổng hợp bảng 3.11, Để làm sở cho việc so sánh đánh giá tính chất gỗ nén ép, đề tài xếp nhóm số tính chất học chủ yếu xác định theo TCVN 1072 phân 55 hạng gỗ theo c-ờng độ Nhìn chung tính chất lý gỗ Trám trắng nén ép đ-ợc tăng lên cao, c-ờng độ uốn tĩnh từ nhóm VI đến nhóm II, c-ờng độ ép ngang TT c-ờng độ ép dọc từ nhóm VI đến nhóm II Một số tính chất khác c-ờng đọ ép ngang, độ cứng xung kích ch-a có tiêu chuẩn để đánh giá Xếp hạng tính chất đ-ợc đánh giá theo Pasnin Bảng 3.11 So sánh tính chất lý gỗ biến tính gỗ ch-a biến tính: Tính chất lý Khối l-ợng thể tích Độ bền uốn tĩnh Đơn vị g/cm Loại gỗ Giá trị Gỗ không nén ép 0.42 Phân hạng theo TCVN 1072-71 VI Gỗ nén ép 0.795 II Gỗ không nén ép 59.15 VI Gỗ nén ép 146.5 II Gỗ không nén ép 33.31 VI Gỗ nén ép 74.65 II Gỗ không nén ép 3.78 - Không có Gỗ nén ép 7.45 - TC - thấp 11678,32 - cao Gỗ không nén ép 1029,35 - thấp - cao Ghi Mpa Độ bền ép dọc Mpa Độ bền ép ngang Mpa Môđun đàn hồi uốn tĩnh Mpa Độ cứng xung kích g.mmm/ mm2 Gỗ không nén ép 6492.18 Gỗ nén ép Gỗ nén ép 1797,02 Gỗ biến tính nén ép ph-ơng pháp nhiệt nh- gỗ nén ph-ơng pháp hóa- nhiệt (gỗ hóa dẻo hóa chất amoniac) có độ đàn hồi trở lại, nh-ợc điểm gỗ nén ch-a thể khắc phục hoàn toàn t-ợng Gỗ biến tính trám trắng nén ép có tỷ suất nén lớn 50%, nhiệt độ ép 1600C có tỷ suất đàn hồi thấp 12.51% so với tỷ suất nén nhiệt độ khác Nhìn chung tỷ suất nén cao so 56 với gỗ biến tính hóa dẻo ph-ơng pháp hóa nhiệt Hiện nay, n-ớc ta ch-a có tiêu chuẩn để đánh giá độ đàn hồi trở lại gỗ biến tính, nên đề tài kế thừa kết nghiên cứu n-ớc để so sánh đánh giá Hiện nay, tiêu chuẩn kỹ thuật ván sàn, yêu cầu kỹ thuật tính chất lý gỗ cụ thể ch-a có quy định cụ thể Do vậy, đề tài đánh giá khả gỗ Trám trắng làm ván sàn dựa tính chất số loài gỗ sản xuất ván sàn thông dụng Việt nam giới 3.6.3 Khả làm ván sàn Gỗ Trám trắng biến tính có màu sắc vân thớ đẹp tính chất lý cao nh- phân tích trên, nhìn chung đáp ứng đ-ợc yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất để ván sàn so với nhiều loại gỗ có tính chất lý loại Hiện nay, n-ớc tiêu chuẩn ván sàn đ-a quy cách kích th-ớc nhchiều dày, chiều rộng ván sàn, mức độ cấp chất l-ợng khuyết tật, màu sắc loại gỗ làm ván sàn Gỗ Trám trắng đ-ợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu khẳng định để sản xuất ván dán , nên hoàn toàn cấp chất l-ợng để sản xuất ván sàn Các kết phân tích tính chất lý cho thấy gỗ Trám trắng biến tính làm ván sàn Tuy nhiên, gỗ biến tính nén ép nên có đàn hồi trở lại nên sử dụng làm ván sàn cần l-u ý vấn đề sử dụng điều kiện môi tr-ờng có biến đổi độ ẩm 57 Để xác định khả gỗ biến tính làm ván sàn đề tài tiến hành so sánh số đặc điểm tính chất chủ yếu số loại gỗ đ-ợc sử dụng làm ván sàn Bảng 3.12 So sánh tính chất lý gỗ biến tính số loại gỗ làm ván sàn Loại gỗ Tên khoa học Giáng Pterocarpus h-ơng macrocapus Trắc Dalbergia Lim xanh Trám trắng Khối l-ợng thể tích g/cm3 Độ bền uốn tĩnh Độ Mô đun Độ Độ cứng bền đàn hồi bền ép xung ép uốn tĩnh dọc kích ngang Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa 0.75 125 72 0.85 150 58 Erthyrophleum 0,86 149 66,1 fordii Canarium 0,798 146.5 74,65 album Pecan 0.66 118 52.3 oak walnut 7,45 Ghi 11678,32 1797,02 7.0 12300 0.69 100 48 7.8 13100 0.55 101 52.3 7.0 11600 ANSI/HPVA EF 2002 Tiêu chuẩn ván sàn Mỹ Một số loại gỗ đ-ợc sử dụng làm ván sàn Mỹ theo tiêu chuẩn so sánh với độ bền học gỗ biến tính Trám trắng số loại gỗ Việt Nam Có thể thấy tính chất lý gỗ biến tính Trám trắng hoàn toàn đáp ứng đ-ợc yêu cầu chất l-ợng để làm ván sàn 58 Ch-ơng Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu n-ớc nh- kết đề tài, khẳng định: Gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch) hoàn toàn biến tính ph-ơng pháp nhiệt để làm ván sàn Tính chất lý gỗ có liên quan chặt chẽ với độ bền gỗ, khối l-ợng thể tích gỗ tăng tính chất lý gỗ tăng theo mối quan hệ tuyến tính Tính chất lý gỗ tăng cách nâng cao khối l-ợng thể tích dựa dồn nén tế bào gỗ mà không làm phá hủy vách tế bào Để đạt đ-ợc điều gỗ cần phải đ-ợc hóa dẻo dồn nén lại điều kiện định Gỗ Trám trắng loại gỗ mềm rộng có khối l-ợng thể tích thấp, với mục đích nâng cao tính chất lý gỗ trám trắng làm ván sàn ph-ơng pháp nén ép dựa hóa dẻo gỗ đ-ợc thực trình ép theo ph-ơng pháp gia nhiệt trực tiếp nén theo cấp Trong điều kiện hạn chế thiết bị thời gian đề tài đạt đ-ợc mục tiêu nội dung đề có số kết luận nh- sau: + Gỗ Trám trắng có khối l-ợng thể tích thấp đ-ợc nén ép với tỷ suất nén 40%, 50%, 60% nhiệt độ 1400C, 1500C, 1600C đ-ợc nâng lên từ 0.42 g/cm3 đến 0.798 g/cm3 Khi nén gỗ với tỷ suất nén khác nhau, mật độ tế bào bào, khoảng trống tế bào, kích th-ớc hệ thống mao dẫn, vi mao dẫn gỗ bị giảm xuống khác tùy theo mức độ nén Mặt khác, nhiệt độ tăng gỗ bị dồn nén lại làm thúc đẩy trình truyền nhiệt vào gỗ làm cho gỗ nhanh chóng bị dẻo hóa làm cho trình dồn nén đ-ợc diến mà không làm phá hủy kết cấu vách tế bào 59 + Khối l-ợng thể tích gỗ tăng loại độ bền học; độ bền uốn tính, độ bền ép dọc, ép ngang, mô đun đàn hồi uốn tĩnh, độ cứng xung kích đ-ợc nâng lên + Các tính chất vật lý gỗ nén ép đ-ợc xác định phân hạng theo nhóm tính chất lý từ thấp đến cao, kết cho thấy khối l-ợng thể tích gỗ trám trắng từ 0.42 g/cm3 đ-ợc nâng lên với mức cao 0.798 g/cm3 (t-ơng đ-ơng với khối l-ợng thể tích gỗ thuộc nhóm II + Trong cấp tỷ suất nén, nhiệt độ thay đổi theo cấp khác làm cho vách tế bào đ-ợc dẻo hóa khác Trong điều kiện ch-a có thiết bị theo dõi biến đổi nhiệt độ diễn vùng bên gỗ nên việc đánh giá dẻo hóa vách tế bào phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ đ-ợc đánh giá dựa độ đàn hồi trở lại gỗ nén ép nh- trình bày phần kết nghiên cứu Với tỷ suất nén =50%, nhiệt độ ép 1600C + Độ đàn hồi trở lại có liên quan chặt chẽ đến nhiều yếu tố công nghệ, phạm vi đề tài xác định đ-ợc ảnh h-ởng tỷ suất nén, nhiệt độ ép (đong vai trò nhiệt độ hóa dẻo gỗ) đến độ đàn hồi trở lại gỗ nén Cùng với tăng tỷ suất nén nhiệt độ, độ đàn hồi trở lại gỗ giảm xuống =40%,T = 1400C, K=43,58%; =50%, T=1600C , K=12,51% Nh- vậy, nhiệt độ tỷ suất nén có ảnh h-ởng lớn đến dẻo hóa vách tế bào + Các kết xác định tính chất gỗ biến tính nén ép biểu đồ thể mối quan hệ tỷ suất nén nhiệt độ cho phép ta kết luận với tỷ suất nén =50%, T=1600C gỗ trám trắng có độ bền học cao độ đàn hồi trở lại thấp + Thông qua việc đánh giá tính chất lý gỗ trám trắng làm ván sàn đ-ợc thực so sánh phân tích tính chất lý gỗ nén với tỷ suất nén =50%, T=1600C, khối l-ợng thể tích =0.798 g/cm3 với tính 60 chất lý loại gỗ đ-ợc sử dụng làm ván sàn thực tế Kết cho thấy gỗ trám trắng biến tính sử dụng làm ván sàn 4.2 Kiến nghị Biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album) ph-ơng pháp nén ép theo xu h-ớng nhiệt tạo sản phẩm gỗ biến tính có tính chất lý cao sử dụng làm ván sàn Tuy nhiên, để có kết đầy đủ công nghệ biến tính gỗ Trám trắng ph-ơng pháp nén ép, đề tài có số kiến nghị sau: + Tiếp tục nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh h-ởng đến chất l-ợng gỗ biến tính nh- độ ẩm, thời gian để xây dựng mối quan hệ yếu tố công nghệ đến chất l-ợng sản phẩm gỗ nén, để từ xác định đ-ợc thông số công nghệ thích hợp + Nghiên cứu giải pháp công nghệ hạn chế đến mức thấp đàn hồi trở lại gỗ biến tính + Nghiên cứu số tính công nghệ gỗ nén nh- khả dán dính, khả gia công, khả trang sức + Nghiên cứu số giải pháp công nghệ việc nâng cao tính chất chống chịu môi tr-ờng gỗ biến tính + Tính toán hiệu kinh tế công nghệ biến tính ph-ơng pháp nén ép 61 Tài liệu tham khảo Trần Văn Chứ ( 2005 ), Nghiên cứu công nghệ biến tính gỗ có khối l-ợng thể tích thấp thành gỗ có khối l-ợng thể tích cao Đề tài KHCN cấp Bộ Vũ Huy Đại (2004) Nghiên cứu ảnh h-ởng tỷ suất nén đến c-ờng độ tính ổn định gỗ biến tính Đề tài KHCN cấp Tr-ờng ĐHLN- Hà Tây Hoàng Thúc Đệ (2003) Định phẩm gỗ tròn nguyên liệu sản xuất ván dán Đề tài KHCN cấp Bộ Mã số - 13 - 02 Nguyễn Trọng Nhân (1991), Biến tính gỗ rộng loại mềm "Vạng" để sản xuất phôi thoi dệt, Tr-ờng đại học Kĩ thuật Lâm nghiệp Vôrônhet Trần Đại Nghiệp (2002), Công nghệ xạ, NXB KHKT Hà Nội Lê Xuân Tình (1998) Giáo trình khoa học gỗ, Tr-ờng Đại học Lâm Nghiệp Nhà xuất Nông Nghiệp Hà Nội, Bùi Đức Tr-ờng - Vũ Huy Đại ( 2003) Nghiên cứu tác động lò vi sóng thông th-ờng (micro - wave) đến số tính chất lý chủ yếu gỗ Trám trắng (canarium album) Khoá luận tốt nghiệp, Đại học Lâm Nghiệp Vũ Mạnh T-ờng - Hoàng Thúc Đệ (2002), Nghiên cứu xử lý nhiệt gỗ Trám trắng (canarium album Raeusch.) hợp lý để sản xuất ván mỏng Khoá luận tốt nghiệp, Đại học Lâm Nghiệp Tài liệu dịch - Trần Ngọc Thiệp (2004), Công nghệ biến tính gỗ, Tr-ờng Đại học Lâm Nghiệp, Hà Tây 10 Tô Cẩm Tú (2002), Ph-ơng pháp bố trí thực nghiệm, Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn - Vụ khoa học công nghệ chất l-ợng sản phẩm (chủ biên) Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội 11 Ph-ơng pháp thử tính chất lý (TCVN) - 1970 - sửa đổi 12 Nguyễn Mạnh Hùng (2004): Báo cáo chuyên đề công nghệ biến tính gỗ Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 13 - J.M Dinwoodie, 1987, Timber its structure, properties and utilisation, 6th endition, Van nostrand reinhold company, London, Paris 14 J.M Dinwoodie 1981, Timber: its nature and behaviour, Van nostrand reinhold company, London, Paris 62 15 U.S Department of Agriculture (1999) , Wood handbook, Libary of Congress catalog, 620 p 16 NFU of Chine (1994), Properties and utilization of fast-growing tress, China Forestry Publising house, 17 Soerianegara and R.H.M.J Lemmens, Plan resources of South-East Asia, Volume 5(1), 5(2) Bogor Indonesia 18 A.J Panshin (1970), Texbook of wood technology, volume I: Structrure, identification, uses, and properties of the comerical woods of the United states, Mcgraw-hill book company, 642 p 19 , 1975, 20 , 1967, 21 ., 1966, , - .: , 126 22 ., 1980, , 23 B E 1973, e o o, 39-41 24. ., 1973, , 168 174 25 ., ., 1936, ukau () 21 24c 26 ., 1974, o 343 27 , n ., 1984, a , e opoeco 28 ., 1964, o 352 1970, a 259 262c 63 Phần phụ biểu 64 ... tục nghiên cứu biến tính gỗ rừng trồng phục vụ cho ngành chế biến gỗ xây dựng dân dụng chọn đề tài: Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch.) làm ván sàn phương. .. ngọc thành Nghiên cứu số yếu tố công nghệ biến tính gỗ Trám trắng (Canarium album Raeusch) làm ván sàn ph-ơng pháp nén ép Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị công nghệ gỗ ,giấy Mã số: 60.52.24... nghiệm biến tính gỗ Trám trắng nâng cao tính chất lý gỗ để làm ván sàn 1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định ảnh h-ởng nhiệt độ ép, tỷ suất nén đến tính chất lý chủ yếu gỗ biến tính - Đánh giá tính