Tài liệu NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VỀ CỔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DÁN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆN CÔNG NGHIỆP GỖ BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KEO CMC (carboxyl methyl cellulose) TRONG SẢN XUẤT VÁN DÁN THÂN THIÊÊN VỚI MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Kiên Sinh viên thực hiện: Trần Văn Nga Nguyễn Nhữ Thái Bùi Văn An HÀ NỘI, 4/2017 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................5 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.......................................................7 1.1. Lịch sử nghiên cứu......................................................................................................7 1.2 Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................................7 1.3. Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................................8 1.3.1 Các yếu tố cố định................................................................................................8 1.3.2. Yếu tố thay đổi....................................................................................................8 1.4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................8 1.5. Ý nghĩa của chuyên đê................................................................................................8 a. Ý nghĩa khoa học...........................................................................................................8 b. Ý nghĩa thực tiễn............................................................................................................8 PHẦN 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................................9 2.1. Ván dán và nguyên lý hình thành ván dán.................................................................9 2.1.1. Khái niệm ván dán..............................................................................................9 2.1.2. Nguyên lý hình thành ván dán............................................................................9 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng ván dán..........................................................10 2.2.1. Ảnh hưởng của vật dán (nguyên liệu gỗ).........................................................10 2.2.2. Ảnh hưởng của keo dán....................................................................................12 2.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng khô........................................................................14 2.2.4. Ảnh hưởng của độ axit-bazo (pH)....................................................................15 2.2.5. Ảnh hưởng của kết cấu sản phẩm.....................................................................16 2.2.6. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép..........................................................16 2.2.7. Ảnh hưởng của chế độ ép..................................................................................17 2.2.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ ép...............................................................................17 2.2.9. Ảnh hưởng của thời gian ép..............................................................................18 2.3. Chất độn....................................................................................................................18 2.3.1. Vai trò của chất độn...........................................................................................18 2.3.2. Các tính chất cần có của chất độn.....................................................................18 2.3.3. Loại chất độn sử dụng trên thị trường hiện nay................................................18 2.3.4. Hàm lượng sử dụng chất độn............................................................................19 2.3.5. Lựa chọn chất độn cho ván dán thông dụng.....................................................19 PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..................................................................................20 3.1. Quá trình thực nghiê êm..............................................................................................20 3.2. Chuẩn bị chất đô n.....................................................................................................21 ê 2 3.2.1 Bô êt mì.................................................................................................................21 3.2.2. Lựa chọn tỷ lê ê chất đô n ê .....................................................................................21 3.3. Pha chế dung dịch chất kết dính...............................................................................21 3.3.1. Đơn pha dung dịch chất kết dính......................................................................21 3.3.2. Quy trình pha chế..............................................................................................22 3.3.3. Thông số của keo khi ép ván.............................................................................22 3.4. Tráng keo xếp ván.....................................................................................................22 3.5. Quá trình ép ván........................................................................................................22 3.6. Xác định mô êt số tính chất cơ bản của ván................................................................25 3.6.1. Phương pháp xử lý số liê êu kiểm tra..................................................................25 3.6.2. Kiểm tra khối lượng thể tích.............................................................................26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................................32 1. Kết luận...................................................................................................................32 2. Tồn tại...........................................................................................................................32 3. Kiến nghị......................................................................................................................32 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................33 PHẦN PHỤ BIỂU.....................................................................................................34 3 LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu khoa học (NCKH) là một hoạt động then chốt hàng đầu trong những ngành khoa học. Kết quả nghiên quả từ NCKH là những phát hiện mới vê kiến thức, vê bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học vê thế giới, sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới có giá trị cao. NCKH trong sinh viên không chỉ giúp cho sinh viên nắm vững được những kiến thức đã học và vận dụng và thực tế, mà thông qua NCKH sinh viên có thể từng bước hoàn thiện bản thân và có một cái nhìn rõ nét hơn vê ngành nghê mình sẽ theo đuổi. Thông qua hoạt động NCKH sinh viên có thể rèn luyện được kỹ năng làm việc nhóm và sự tự tin khi làm việc. Nhân dịp hoàn thành chuyên đê NCKH sinh viên chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy, cô giáo trong viện Công nghiệp gỗ, các Phòng, Ban trực thuộc trường Đại học Lâm nghiệp, những người đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình chúng em thực hiện chuyên đê NCKH sinh viên. Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Trọng Kiên và ThS.Lê Ngọc Phước, những người đã tận tình trực tiếp hướng dẫn trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm đê tài và viết báo cáo chuyên đê. Chúng em xin cảm ơn các cán bộ, giảng viên làm việc tại Trung tâm Thí nghiệm và Phát triển công nghệ, viện Công nghiệp gỗ, trường Đại học Lâm nghiệp cùng gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điêu kiện cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện chuyên đê. Hà Nội, ngày 25 tháng 4 năm 2016 Nhóm sinh viên thực hiện Trần Văn Nga Nguyễn Nhữ Thái Bùi Văn An 4 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện trạng sử dụng sản phẩm gỗ hiện nay ở việt nam cũng như trên thế giới đang thiên vê sử dụng các loại sản phẩm gỗ rừng trồng, tuy nhiên gỗ rừng trồng lại không thể đáp ứng được mô t số yêu cầu để sản xuất ra các sản phẩm mộc chính vì ê điêu này đã kích thích cho ngành công nghiệp sản xuất ván nhân tạo từ nguyên liệu gỗ rừng trồng phát triển mạnh. Các sản phẩm gỗ nhân tạo đã đáp ứng được hầu hết cúc yêu cầu đưa ra của nhà sản xuất, như kích thước được cải thiện, độ bên cơ học cũng như khả năng chống chịu với môi trường sử dụng được nâng cao lên và giá cả cũng hợp lý, chính vì điêu đó các sản phẩm từ ván nhân tạo đã và đang đi vào trong cuộc sống hằng ngày của mỗi chúng ta, từ các sản phẩm nội thất, ngoại thất cũng như các sản phẩm kiến trúc. Ở Việt Nam hiện nay công nghiệp sản xuất ván nhân tạo cũng rất phát triển các sản phẩm gỗ nhân tạo của việt nam không chỉ được sử dụng trong nước mà nó còn đáp ứng được những yêu cầu của thế giới vì điêu đó mà sản phẩm gỗ nhân tạo của việt nam đã vươn được ra thị trường thế giới hàng năm đem lại hàng tỷ đô la lợi nhuận cho đất nước, nó đã kích thích cho nên kinh tế phát triển mạnh, ngành gỗ nói chung và công nghiệp sản xuất gỗ nhân tạo nói riêng chiếm mô êt vị thế cao trong nên công nghiệp nước nhà. Không thể phủ nhận những thành tích đã đạt được của ngành gỗ nhân tạo đã đạt được tuy nhiên thời gian gần đây nẩy lên mô êt số vấn đê hết sức nan giải vê việc sử dụng gỗ nhân tạo ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng, thông tin này không phải không có căn cứ vì như chúng ta đã biết sản xuất ván dán luôn đi đôi với việc sử dụng keo dán, mà đa số các loại keo dán để sản xuất ván nhân tạo hiện nay đêu có những hàm lượng độc tố khá cao, ví dụ như trong sản xuất ván dán sử dụng loại keo có chứa thành phần formaldehyde mô êt chất gây ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng ,thực tế hiện nay người ta chua tìm ra loại keo nào có thể thay thế mà an toàn với người sử dụng thay cho loại keo có chứa formaldehyde mà trong sản xuất ván dán người ta chỉ có cách cải thiện hàm lượng formaldehyde tới mức cho phép. Chính vì điêu đó đòi hỏi chúng ta phải tạo ra mô êt sản phẩm ván nhân tạo thân thiện với người sử dụng để khắc phục dược cái khuyết điểm mà ván nhân tạo gặp phải đi theo xu hướng của thế giới xử dụng sản phẩm xanh và sạch , và muốn làm được điêu đó trước hết chúng ta phải tìm ra mô êt loại keo thay thế, loại keo này phải có ưu điểm vượt trội hơn các loại keo khác, và theo như chúng ta biết trên thế giới có mô êt loại keo đã và 5 đang được đưa vào sử dụng rất rộng dãi trong các ngành như thực phẩm, mỹ phẩm đó là keo carboxyl methyl cellulose (CMC) ý tưởng của em là sử dụng biến tính của loại keo này để sản xuất ra mô êt loại ván dán thân thiện với người sử dụng cũng như môi trường và ứng dụng loại ván đó để sản xuất ra mô êt số vật dụng cụ thể. 6 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Lịch sử nghiên cứu Ngành công nghiệp sản xuất ván dán là một trong những ngành phát triển đầu tiên của công nghiệp sản xuất ván nhân tạo. Từ những năm 70 của thế kỷ XIX ở Mỹ đã có nhu cầu rất lớn vê sản xuất ván mỏng nhằm phục vụ việc ép ván .do vậy đến những năm 1919 xưởng sản xuất ván mỏng đầu tiên ở canada được ra đời tại New Westminster, xưởng này sản xuất ván dán từ gỗ lá kim. Đến năm 1925 người ta đã tạo ra được máy bóc có bộ phận nén bằng rulo việc này dã tạo ra bước ngoặt lớn cho công nghệ sản xuất ván dán .Cùng với giai đoạn trưởng thành và phát triển, từ năm 1983 – 1989 sản xuấ ván dán có sự đổi mới vê công nghệ nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Hiện nay, trên thế giới ngành công nghiệp sản xuất ván dán dã và đã và đang phát triển cả vê quy mô năng xuất cũng như chất lượng .chủng loại nguyên liệu để sản xuất ván dán cũng không chỉ dừng lại ở gỗ mà đã bắt đầu dùng cả lâm sản ngoài gỗ như các loại họ tre trúc thậm trí thân cây dừa cũng được nghiên cứu để sử dụng sản xuất ván dán. Trên thế giới những nước có nến sản xuất ván dán phát triển mạnh như Mỹ, Canada, Na Uy, Phần Lan, Nhật Bản. Cùng với sự phát triển của thế giới ở Việt Nam trong những năm qua đã có những bước phát triển vượt bậc vê công nghiệp sản xuất ván dán, từng bước hiện đại quá và sử dụng tiến bộ khoa vào trong sản xuất cùng với tận dụng được những tài nguyên mà đất nước ta có. Cùng với sự phát triển đó những công trình nghiên cứu nhằm từng bước nâng cao chất lượng ván dán cũng như nâng cao giá trị của ván dán việt nam trên trường quốc tế nói chung được tiến hành càng nhiêu. Nhằm đóng góp vào công cuộc nghiên cứu và phát triển ván dán việt nam chúng tôi nhóm nghiên cứu sinh viên viện công nghiệp gỗ trực thuộc trường Đại học Lâm nghiệp đã tiến hành đê tài nghiên cứu “Nghiên cứu về khả năng sử dụng keo CMC trong sản xuất ván dán thân thiên với môi trường.” ê 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được khả năng sử dụng keo CMC trong sản xuất ván dán. Từ đó đưa ra nhận định sơ bộ vê khả năng sử dụng keo CMC trong sản xuất ván dán. 7 1.3. Phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Các yếu tố cố định - Nguyên liệu: ván mỏng từ gỗ Bạch Đàn; keo CMC. - Chất độn: bột mỳ. - Số lớp ván mỏng 3, 5, 7 - Chiêu dày ván mỏng: 1,84 mm 1.3.2. Yếu tố thay đổi - Các yếu tố vê thông số kỹ thuật của keo CMC như: hàm lượng khô, độ nhớt, màu sắc, pH, hàm lượng formaldehyde, gel hóa. - Thông số ép: áp suất ép, nhiệt độ ép, thời gian ép. - Khối lượng thể tích sản phẩm. - Độ bên uốn tĩnh của ván. - Độ bên kéo trượt màng keo. 1.4. Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu vê nguyên liệu ván mỏng từ gỗ Bạch đàn - Tìm hiểu, xác định thông số kĩ thuật của keo dán CMC - Thực nghiệm tạo ván dán - Kiểm tra xác định độ bên dán dính - Phân tích xử lý số liệu hoàn thành báo cáo 1.5. Phương pháp nghiên cứu Đê tài được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Phương pháp kế thừa: Kế thừa từ các công trình nghiên cứu vê keo dán gỗ và ván dán và các giáo trình của bô ê môn khoa học gỗ, bô ê môn công nghê ê sản xuất ván nhân tạo. - Phương pháp thực nghiệm: Thực hiê n quá trình ép ván dán và kiểm tra chất lượng ê của ván - Xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học 8 1.5. Ý nghĩa của chuyên đê a. Ý nghĩa khoa học Bước đầu nghiên cứu và xác lâ êp cơ sở khoa học của quá trình sử dụng keo CMC là chất kết dính trong sản xuất ván dán thân thiện với môi trường. b. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đê tài là cơ sở cho những đê tài nghiên cứu tiếp theo nhằm tạo ra các loại ván dán thân thiê n với môi trường từ viê c ứng dụng biến tính của keo CMC ê ê 9 PHẦN 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Ván dán và nguyên lý hình thành ván dán 2.1.1. Khái niệm ván dán Ván dán là sản phẩm thu được bằng cách dán các lớp ván mỏng lại với nhau nhờ chất kết dính trong điêu kiện nhất định Ván mỏng được tạo ra bằng phương pháp bóc hoặc lạng. Chiêu dày của ván mỏng thay đổi theo yêu cầu của nhà sản xuất và dao động từ 1-10 mm 2.1.2. Nguyên lý hình thành ván dán Ván dán được hình thành theo các nguyên tắc sau  Số lớp ván mỏng trong một sản phẩm bao giờ cũng là số lể tấm. thông dụng nhất là 3, 5, 7 lớp tương ứng với số lớp ta có tên gọi ván dán 3 lớp, 5 lớp và 7 lớp  Các lớp ván mỏng đối xứng nhau qua đường trung tâm của ván phải có chiêu dày, loại gỗ và các tính chất như sau:  Hai lớp ván mỏng kế tiếp nhau có chiêu thớ vuông góc với nhau  Chiêu dày của ván mỏng tăng dần từ ngoài vào trong (lớp ván ở giữa bao giờ cũng là lớp dày nhất )  Giữa 2 mặt liên nhau của 2 lớp ván mỏng phải có ít nhất 1 màng keo  Liên kết trong ván là liên kết gỗ - gỗ và gỗ - keo  Các lớp ván mỏng phải có cùng độ ẩm hoặc là có độ ẩm tương đối đồng đêu trong cùng mô t sản phẩm ê Trong quá trình sản xuất ván dán phải đặc biệt tuân theo nguyên tắc hình thành ván dán. Nếu vì một lý do nào đó mà quá trình sản xuất không tuân theo nguyên lý này thì chất lượng sản phẩm sẽ giải và không đảm bảo tính chất yêu cầu. Các khuyết tật có thể sảy ra trong quá trình sản xuất ván như: ván bị cong vênh do khi xếp các tấm ván mỏng không đối xứng qua đường trung tâm hay các lớp ván mỏng này không cùng loại gỗ. Độ dày, độ ẩm và nhiệt độ môi trường cũng ảnh hưởng tới chất lượng ván ép ra. Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu vê các vấn đê  Lý thuyết dán dính 10  Nguyên lý hình thành ván dán Ngoài ra để phục vụ tốt cho quá trình thực hiện đê tài nghiên cứu chúng ta cần chú ý nghiên cứu thêm các vấn đê sau 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng ván dán 2.2.1. Ảnh hưởng của vật dán (nguyên liệu gỗ)  Ảnh hưởng của cấu tạo gỗ Gỗ là loại vật liệu cấu tạo từ nhiêu loại hợp chất hữu cơ và thành phần chứa trong tế bào của các loại gỗ khác nhau .Trong sản xuất ván nhân tạo mối liên kết gỗ keo được thể hiện chủ yếu qua lực liên kết các phân tử hóa học và liên kết giữa các cenlulose, lignhin là các thành phần chính tạo nên liên kết này .Mối liên kết gỗ - keo này rất phức tạp do tính dị hướng của vật liệu gỗ. Hiện nay trong nước ta thường sử dụng một số loại gỗ rừng trồng để sản xuất ván dán như bồ đê, keo, Bạch Đàn. Ưu điểm của những loại gỗ này là tương đối phổ biến và giá thành rẻ Trong quá tình nghiên cứu nhóm nghiên cứu đã quyết định sử dụng gỗ Bạch Đàn ở khu vực Hòa Bình để sử dụng. Đặc điểm của gỗ Bạch Đàn đỏ tên khoa học là (eucalyptus robusta sm) sử dụng làm ván dán là có ít mắt và thân thẳng đêu độ thót ngọn nhỏ, vì là gỗ rừng trồng nên có tính phổ biến, gỗ Bạch Đàn thuộc nhóm VI  Ảnh hưởng của đô Ê ẩm Độ ẩm ván mỏng là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng ván dán. Ván mỏng với độ ẩm cao sẽ ảnh hưởng tới khả năng thẩm thấu của keo vào trong ván >12 %, còn ván mỏng với độ ẩm quá thấp sẽ dẫn đến hiện tượng lượng keo dàn trải không đêu và keo sẽ thấm vào sâu trong ván dẫn đến lượng keo trên bê mặt ván mỏng không đủ để dán dính cũng như trong quá trình ép ván nhiệt lượng truyên từ mặt bàn ép vào trong ván sẽ bị cản trở do lượng nước trong ván thấp cán trở quá trình truyên nhiệt. Vì vậy cần sử dụng loại ván mỏng với độ ẩm yêu cầu là từ 8-12 % sẽ đảm bảo yêu cầu vê độ ẩm ván mỏng sử dụng ép ván dán  Ảnh hưởng của độ nhẵn bê mặt Một trong những yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng ván dán đó là độ nhẵm bê mặt của ván mỏng. Độ mấp mô của ván mỏng càng lớn độ dàn trải keo trên bê mặt ván càng 11 không đêu. Tuy nhiên thực tế trong sản xuất ván mỏng nếu sản xuất được ván có chất lượng bê mặt tốt song song với nó giá thành sản phẩm sẽ bị đội lên vì vậy trong thực tế chúng ta vẫn có thể chấp nhận được độ mấp mô bê mặt của ván trong một chừng mực nào đó Và kết quả cho ta thấy loại độ mấp mô thích hợp cho sản xuất ván dán là a. Đối với gỗ lá kim là H = 300 – 350 µm b. Đối với gỗ lá rộng là H = 160 – 200 µm (Giáo trình khoa học gỗ của PGS.TS: Vũ Huy Đại)  Ảnh hưởng của khuyết tâ Êt c. Ảnh hưởng của sai số chiêu dày Trong quá trình bóc ván có thể có hiện tượng dao và thước lắp không được chính sác hoặc do quan hệ động học giữa lưỡi dao và gỗ không ổn định đã tạo nên hiện tượng chiêu dày của ván có sự thay đổi ở các vị trí khác nhau Sai số chiêu dày có thể dẫn đến các hiện tượng khuyết tật sau: làm chiêu dày màng keo không đồng đêu ở các vị trí khác nhau dẫn đến hiện tượng thấm khi ép ván lượng keo ở những vị trí mỏng hơn sẽ thoát hơi lâu hơn, hoặc nghiêm trọng hơn sẽ dẫn đến hiện tượng nổ ván. Ngoài ra chiêu dày màng keo không đêu sẽ dẫn đế hiện tượng co rút không đêu của ván thành phẩm từ nó gây ra nội ứng suất không có ích gây hại cho chất lượng mối dán dảnh hưởng tới chát lượng sản phẩm d. Ảnh hưởng của tần số vết nứt và chiêu sâu vết nứt Vết nứt là điêu không thể tránh khỏi trong quá trình gia công và sử lý ván mỏng tất cả các quá trình gia công đêu có thể tạ ra vết nứt. Ví dụ như vết nứt do nguyên liệu đầu vào là gỗ bị nứt đầu, hay khi cắt ván mỏng, và khi phơi ván do sự thoát hơi nước đột ngột, quá trình vẫn chuyển cũng gậy ra hiện tượng ván bị nứt Vết nứt có ảnh hưởng không tốt đến ván dán cả vê ngoại quan lẫn cường độ chịu lực của ván và độ đồng đêu màng keo cũng ảnh hưởng không nhỏ. Tuy nhiên vì đây là yếu tố không thể tránh được vì vậy khi sản xuất ván chúng ta chỉ có thể khắc phục và hạn chế nó chứ không thể loại bỏ hoàn toàn được, các giải pháp 12 hiện nay để khác phục đó là sấy ván nhằm khống chế sự bay hơi trong phạm vi cho phép, ván ngay ở khâu xếp ván trước khi ép … 2.2.2. Ảnh hưởng của keo dán a. Nguồn gốc và cấu tạo Lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1918. Kể từ khi được giới thiệu thương mại tại Hoa Kì bởi Hercules Incorporated vào năm 1946, CMC (carboxy methyl cellulose, một dẫn xuất của cellulose với acid chloroacetic) được sử dụng ngày càng rộng rãi bởi những chức năng quan trọng của nó như: chất làm đặc, ổn định nhũ tương, chất kết dính… CMC bán tinh khiết và tinh khiết đêu được sử dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm và chất tẩy rửa… Carboxy methyl cellulose (CMC) là một polymer, là dẫn xuất cellulose với các nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các glucopyranose monomer tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose. CMC Carboxymethylcellulose, carmellose, Sodium cellulose glycolat, Na CMC, cellulose gum, INS số 466: E466 Dạng natri carboxymethyl cellulose có công thức phân tử là: [C6H7O2 (OH) x (OCH2COONa)y]n 13 Trong đó: n là mức độ trùng hợp. y là mức độ thay thế. x = 1.50-2.80. y = 0.20-1.50. x + y = 3.0 Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 0.20 là 178.14 đvC. Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 1.50 là 282.18 đvC. Phân tử kích thước lớn khoảng 17.000 đvC (n khoảng 100). b. Tính chất Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu như không mùi hạt hút ẩm. CMC tạo dung dịch dạng keo với nước, không hòa tan trong ethanol. Phân tử ngắn hơn so với cellulose Dễ tan trong nước và rượu. Dùng trong thực phẩm với liêu lượng 0.5 – 0.75%. Cả dạng muối và acid đêu là tác nhân tạo đông tốt. Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%). Độ chắc và độ tạo đông còn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm. Hầu hết các CMC tan nhanh trong nước lạnh. Giữ nước ở bất cứ nhiệt độ nào. Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel. Chất làm đặc và chất ổn định nhũ tương. CMC được sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu cho các cải tiến dẻo. Là một chất kết dính và ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao khi tác dụng trên các chất màu. c. Khoảng hòa tan và nhiệt độ hòa tan Phụ thuộc vào giá trị DS tức là mức độ thay thế, giá trị DS cao cho độ hòa tan thấp và nhiệt độ tạo kết tủa thấp hơn do sự cản trở của các nhóm hydroxyl phân cực. Tan tốt ở 40oC và 50oC. Cách tốt nhất để hòa tan nó trong nước là đầu tiên chúng ta trộn bột trong nước nóng, để các hạt cenllulose methyl được phân tán trong nước, khi nhiệt độ hạ xuống 14 chúng ta khuấy thì các hạt này sẽ bị tan ra. Dẫn xuất dưới 0,4 CMC không hòa tan trong nước. d. Độ nhớt Với CMC dẫn xuất 0,95 và nồng độ tối thiểu 2% cho độ nhớt 25MPa tại 25 0C, CMC là các anion polymer mạch thẳng cho chất lỏng gọi là dung dịch giả. Dung dịch 1% thông thường có pH = 7 – 8,5; ở pH<3 độ nhớt tăng, thậm chí kết tủa. Do đó không sử dụng được CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH >7 độ nhớt giảm ít. Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng, và ngược lại. Độ nhớt của CMC còn chịu ảnh hưởng bởi các ion kim loại: Cation hóa trị 1: ít tác dụng ở điêu kiện thường (trừ Agar+) Cation hóa trị 2: Ca2+, Mg2+ làm giảm độ nhớt. Cation hóa trị 3: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel. e. Khả năng tạo đông CMC có khả năng tạo đông thành khối vững chắc với độ ẩm rất cao (98%). Độ chắc và tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt của dung dịch và lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đông. Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đông là 0,2% và của nhóm acetat là 7% so với CMC. 2.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng khô Hàm lượng khô là đại lượng thực của keo khi đã làm bay hơi dung môi. Nếu hàm lượng khô của keo thấp thì độ ẩm của chồng ván dán được tráng keo sẽ tăng lên , nên khi tráng keo chúng ta sẽ phải tăng lượng keo tráng lên nhằm đáp ứng đủ lượng chất kết dính để tạo liên kêt giữa các tấm ván , tuy nhiên việc tăng lượng keo lên đồng nghĩa với việc lượng nước có trong keo sẽ thấm vào ván ép nhiêu hơn ,và nếu độ ẩm của ván vượt quá quy định thì ảnh hưởng tới chất lượng ván ép thành phẩm .Và 1 ảnh hưởng nữa của hàm lượng khô quá thấp dẫn đến độ nhớt của keo giảm và khi sử dụng màng keo sẽ bị dán đoạn hoặc keo có thể bị đóng rắn trong dung môi trước khi sử dụng. Mặt khác hàm lượng khô quá cao dẫn đến độ nhớt lớn keo khó dàn trải, đặc biệt với ván mỏng bê mặt ván không được bằng phẳng lắm vì vậy việc dàn trải keo kém sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng ván dán, trên thực tế nhóm nghiên cứu khoa học đã lựa chọn và sử dụng loại keo CMC qua kiểm tra thông số hàm lượng khô của keo đưa ra kết quả như sau. 15 Bảng 2.1. Hàm lượng khô của keo CMC STT 1 2 3 TB M trước sấy M sau sấy Khối lượng bát sấy Hàm lượng khô (g) (g) (g) (%) 2.61 0.57 0.43 6.42 3.31 0.62 0.41 7.24 2.85 0.61 0.44 7.054 2.923 0.6 0.427 6.91 Hàm lượng khô với keo sản xuất ván dán như vậy là chưa đạt yêu cầu do đó nhóm nghiên cứu đê xuất tăng hàm lượng khô của keo lên bằng phương pháp sử dụng chất độn thêm. 2.2.4. Ảnh hưởng của độ axit-bazo (pH) Độ axit-bazo là một trong nhưng động lực chủ yếu của độ trùng ngưng tiếp trong dung dịch keo dán để đạt được độ Polyme lớn hơn và chuyển pha từ dạng lỏng sang dạng rắn gọi tốc độ đóng rắn của keo. Độ axit-bazo có ảnh hương trực tiếp đến cường độ dán dính của keo trong mối dán.Tính axit mạnh hay bazo mạnh đêu có hưởng đến chất lượng màng keo ,ảnh hưởng đến chất lượng gỗ vì nó phá hủy các tổ chức tế bào gỗ Khả năng chiu axt của gỗ lá kim tốt hơn của gỗ lá rộng. Thành phần đầu tiên bị axt phân hủy khi gỗ tiếp xúc với axit là thành phần pentoxan,thành phần này ở gỗ lá rộng nhiêu hơn ở gỗ lá kim. Hơn nữa ở gỗ lá kim có hàm lượng các chất nhựa lớn hơn so với gỗ lá rộng .Chính các chất này có khả năng chịu được axit. Khi độ PH của dung dịch keo thấp ,dưới tác đô ng của nhiệt độ ,áp suất và độ ẩm gỗ lượng axit trong dung ê dịch keo nhanh chóng thâm nhập vào gỗ nó phân hủy các thành phần của gỗ hủy hoại các tính chất cơ học của gỗ từ đó chất lượng mối dán giảm. Keo có pH thấp và các hợp chất của keo làm cho mối dán có màu tối và màng keo dễ bị não hóa tức là màng keo dễ bị dòn nhanh và tách xa khỏi bê mặt gỗ. Mỗi loại keo loại vật dán có độ pH nhất định độ pH này còn phụ thuộc vào phương pháp ép và điêu kiện dán ép. 16 Trong công nghệ sản xuất ván dán nhiêu lớp (n>5) do có quá trình truyên nhiệt từ bàn ép đến lớp keo trong cùng cần có mô êt thời gian nhất định vì vậy mỗi lớp keo có điêu kiện đóng rắn khác nhau, nếu không xử lý tốt vấn đê này chất lương đóng rắn của các màng keo sẽ khác nhau từ đó dẫn tới chất lượng của sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng. Trong nhưng động lực cơ bản của sự đóng rắn đó là: Nhiệt độ, thời gian, độ pH. Vì vậy muốn cho các lớp keo đóng rán tương đối đồng đêu thì cần quan tâm và xử lý các yếu tố đó. Với phương pháp ép nhiệt tiếp xúc thông thường thì yếu tố nhiệt độ, thời gian đối với các lớp keo luôn khá nhau, nguyên nhân này thúc đẩy quá trình đóng rắn của các lớp keo kém ưu thế nhiệt độ và thời gian hơn, ta quan tâm đến pH (đô ê pH càng thấp tốc độ đóng rắn càng nhanh). Vì yếu tố này có thể thay đổi từ đó tạo điêu kiện cho chất lượng đóng rắn của các lớp keo đông đêu hơn,làm cho chất lượng sản phẩm tăng lên và rút ngắn thời gian ép tạo năng suất cao. Độ pH của dung dịch keo còn ảnh hưởng đến thời gian sống của keo, thời gian để dáo sau khi bôi tráng, thời gian gel hóa và chế độ ép. Tóm lại: - Nếu độ axit của dung dịch keo có pH quá thấp thì chất lượng mối dán giảm vì axit phá hại tính chất cơ học của vật dán gỗ. - Nếu độ axit của dung dịch có pH lớn thì làm cho keo khó đóng rắn .chất lượng mối dán kém và năng suất giảm. 2.2.5. Ảnh hưởng của kết cấu sản phẩm Trong sản xuất ván dán, mỗi loại sản phẩm có một kết cấu cụ thể sao cho phù hợp với khả năng tạo ván mỏng ,chiêu dày sản phẩm, mục đích sử dụng và công nghệ tạo ván .Khi số lớp ván mỏng tăng lên n thì số lớp keo càng nhiêu n-1 và khả năng đóng rắn đồng nhất của các lớp keo càng khó khống chế.Từ những sai lệch vê chất lượng của các lớp keo trong sản phẩm, khi điêu kiện môi trường thay đổi nội ứng suất phát sinh ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Và trong quá trình thực hiện nhóm nghiên cứu đã lựa chọn kết cấu 7 lớp để thực hiện với mục đích tạo ra 1 sản phẩm có thể ứng dụng được. 2.2.6. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ép - Ảnh hưởng của phun tráng keo lên bê mặt ván mỏng 17 Yêu cầu của công đoạn này là phải trải đêu trên bê mặt ván mỏng lớp keo mỏng liên tục một cách nhanh nhất. Tránh hiện tượng tạo ra lớp keo quá dày và thời gian trải lâu, làm cho keo đóng rắn cục bộ làm ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm. Phun tráng keo có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng sản phẩm ván dán.Nếu lượng keo tráng không đủ làm cho màng keo không liên tục khi ép xảy ra hiện tượng màng keo không đóng rắn trên toàn bộ sản phẩm. Nếu lượng keo tráng quá nhiêu khi ép dễ gây nổ ván trong quá trình ép do trong dung dịch keo chứa một lượng tương đối lơn nước vì vậy tạo nên áp suất ép. Quá trình thực hiện ép vá tại xưởng cuat viện công nghiêp gỗ, nhóm nghiên cứ đã lựa chọn phương pháo tráng keo bằng rulo với lượng keo tráng 240 g/ m2 sai số là 10g. 2.2.7. Ảnh hưởng của chế độ ép + Ảnh ép hưởng của áp suất Theo nguyên lý dán dính, khi bê mặt vật dán phẳng nhẵn khả năng trải đêu keo lớn thì lực ép không đáng kể. Trong thực tế sản xuất các tấm ván mỏng không đáp ưng được các yêu cầu trên. Do vậy để tạo khả năng tiếp xúc tốt giũa keo và gỗ phải co một áp suất nén nhất định, đủ lớn để dưới tác dụng của nó có khả năng tạo được một màng keo đủ mỏng đồng đêu và liên tục. Áp suất ép không được phép quá lớn dễ dẫn đến sự thấm sâu môt lượng keo quá lớn và gỗ và làm tiêu hao nguyên liệu lớn. Áp suất ép phụ thuộc vào nhiêu yếu tố: - Trạng thái gỗ, độ ẩm, khối lượng thể tích, độ nhẵn bê mặt. - Trạng thái keo, chủ yếu là độ nhớt. Khi xác định độ lớn của áp suất ép cần đặc biệt chú ý đến sai số chiêu dày của ván và độ phẳng của ván ép. 2.2.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ ép - Nhiệt độ ép thương được khống chế phụ thuộc vào loại keo. Thực tế phương pháp ép nóng tốt hơn phương pháp éo nguội vì khi dán ép ở nhiệt độ cao gỗ được dẻo hóa, độ nhớt keo giảm giúp cho khả năng trải đêu màng keo tốt hơn và làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các ván mỏng. Tất cả những điêu kiện đó đêu làm tăng khả năng dán dính của mối dán. 18 Khi xác định nhiệt độ dán ép, người ta còn kể đến sự ảnh hưởng của các lớp ván mỏng trong sản phẩm và phải kể đến hệ số truyên nhiệt của gỗ và keo. Sự khác nhau giữa chúng càng lớn thì nhiệt độ ép càng càng pải nhỏ. Trong trường hơp ngược lại sẽ gây nội ứng suất phá hủy mối dán. 2.2.9. Ảnh hưởng của thời gian ép Thời gan ép là thời gian cần thiết phải duy trì ván mỏng trong máy ép nhiệt để thu được cường độ dán dính tốt nhất. Thời gian ép là một trong nhưng tham số quan trọng nhất của quá trình ép ván, nó không nhưng quyết định đến tính năng của ván mà còn quyết định đến năng suất của sản phẩm. Thời gian ép là thành phần quyết định đến khả năng đóng rắn của màng keo quyết định đến quá trình hình thành ván. Thời gian ép là yếu tố quyết định đến việc lựa chọn các thông số còn lại trong quá trình ép nhiệt. Thời gian ép được chia thành nhiêu giai đoạn khác nhau tùy thuộc vào chiêu dày sản phẩm và các yêu cầu của quá trình sản xuất như yêu cầu của sản phẩm, thời gian ép phụ thuộc rất lớn vào kết cấu của sản phẩm ván nhân tạo. 2.3. Chất độn 2.3.1. Vai trò của chất độn Khi sử dụng keo dán thường thê một số chất độn mục đích là tiết kiệm lượng keo dán dùng giảm giá thành keo dán, tăng hàm lượng khô, độ nhớt của keo và tính dán ban đầu tránh cho keo thẩm thấu quá nhiêu mà dẫn đến khuyết tật dán, có thể kéo dài thời gian sử dụng của dung dich keo, cải thiện tính tác nghiệp naang cao tính năng bên lão hóa của lớp keo còn có thể giảm lượng folmaldehyde tự do giảm tính độc hại. 2.3.2. Các tính chất cần có của chất độn Để thõa mãn chất lương dán dính và yêu cầu của công nghệ phun tráng keo dán chất độ sử dụng cần có những điêu kiện sau: Ở tín chất hóa học nên là chất trung tính không hoạt động có thể hỗn hợp tốt với keo dán, không tạo ra phân lớp kết tủa, không sản sinh tác dụng phụ đối với chất lương keo dán và chất lượng dán dính, nguồn nguyên liệu phong phú giá rẻ, dễ gia công thành bột. 19 2.3.3. Loại chất độn sử dụng trên thị trường hiện nay Chất độn thương dùng có bột gỗ, tinh bột, bột đậu. Dùng chất dạng tinh bột làm chất độn ,tao được dung dịch keo đồng đêu,dễ tráng keo, nhưng giảm tính chịu nước của keo dán.Dùng loại chất albumin làm chất độn, tính chịu nước tốt hơn tinh bột hiệu quả giảm folmaldehyde tự do rõ rệt chất lượng dán dính cũng tương dối tốt. Hiện nay rất nhiêu nước sử dụng chất độn là các chất tổng hợp có nguồn gốc khác như: bột của keo P-F đã đóng rắn, bột có nguồn gốc amin như MF. Các loại chất độn này được sử dụng với số lượng lớn mà không làm tăng khả năng hút ẩm của màng keo. Tuy nhiên các loại chất độn này có giá thành cao. 2.3.4. Hàm lượng sử dụng chất độn Lượng chất độn cho vào nên căn cứ: - Độ nhẵn bê mặt của vật dán. - Tần số vết nứt và chiêu sâu vết nứt. - Căn cứ vào công nghệ bôi tráng keo co mối dán. - Căn cứ vào yêu cầu, cường độ dán dính của mối dán. -Tính năng của keo, yêu cầu của công nghệ gia công và phạm vi sử dụng. Để thay đổi lượng dùng thường là 5-50% khối lượng dung dịch keo tráng. Lượng dùng còn tùy thuộc vào loại chất độn và yêu cầu tối thiểu vê cường độ dán dính của mối dán Lượng chất độ dùng nhiêu,,lượng keo dán dùng tương ứng giảm đi có thể giảm giá thành. 2.3.5. Lựa chọn chất độn cho ván dán thông dụng Hiện nay trên thị trường có rất nhiêu loại chất độn có thể dùng trong sản xuất ván dán thông dụng. Trong phạm vi nghiên cứu của đê ta lựa chọn chất độn là bột mì vì: - Đáp ưng được yêu cầu của chất độn. - Là những loại bột dễ tìm trên thị trường. - Có trữ lượng lớn có thể đáp ứng cho sản xuất lớn. - Giá thành phù hợp không quá cao. 20