Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ xoan ta melia azedarach linn bằng polyetylenglyco peg

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ xoan ta Melia azedarach Linn bằng Polyethylenglycol (PEG) hiệu quả.

• Tác giả: Mông Đức Mạnh
• Người hướng dẫn: Th.s Dương Văn Đoàn
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Nông Lâm Kết Hợp
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ Xoan Ta (Melia Azedarach – Linn) bằng Polyethylenglycol (PEG)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG ĐỀ TÀI
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỀ TÀI
• BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
• 1.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa trong khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cở sở khoa học
• 2.2. Thành phần, cấu tạo và mỗi liên kết cơ bản của gỗ
• 2.3. Tìm hiểu một số giải pháp biến tính gỗ
• 2.4. Một số hiểu biết cơ bản về gỗ Xoan Ta
• 2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.3. Địa điểm và thời gian tiến hành
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi
• 3.6. Mẫu thí nghiệm. Phương pháp xác định tính chất gỗ
• 3.7. Hóa chất và thiết bị
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Tìm hiểu một số giải pháp biến tính gỗ
• 4.2. Xây dựng quy trình ổn định kích thước gỗ Xoan Ta bằng PEG và nước cất
• 4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của PEG đến chất lượng gỗ biến tính. Khả năng co rút và dãn nở của gỗ đã xử lý PEG
• 4.4. Kết quả đánh giá khả năng làm tăng khối lượng thể tích gỗ
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ BIỂU

Tóm tắt

I. Giới thiệu về gỗ Xoan Ta và Polyethylene Glycol PEG

Gỗ Xoan Ta (Melia Azedarach – Linn) là một trong những loại gỗ phổ biến tại miền Bắc Việt Nam. Loại gỗ này có ưu điểm như mọc nhanh, dễ gia công và màu sắc sáng, rất phù hợp cho sản xuất ván ghép thanh. Tuy nhiên, tính ổn định kích thước gỗ Xoan Ta không cao, dẫn đến nhiều vấn đề trong quá trình sử dụng. Để khắc phục tình trạng này, việc áp dụng Polyethylene Glycol (PEG) như một giải pháp biến tính gỗ đã được nghiên cứu. PEG là một hợp chất hóa học có khả năng thẩm thấu vào cấu trúc gỗ, giúp cải thiện tính chất vật lý và hóa học của gỗ, từ đó nâng cao tính ổn định kích thước gỗ. Việc sử dụng PEG không chỉ giúp giảm thiểu hiện tượng co rút và giãn nở của gỗ mà còn bảo vệ gỗ khỏi các tác nhân gây hại như nấm và côn trùng.

II. Quy trình biến tính gỗ bằng PEG

Quy trình biến tính gỗ Xoan Ta bằng Polyethylene Glycol (PEG) bao gồm các bước chính như sau: đầu tiên, gỗ được chuẩn bị bằng cách cắt thành các mẫu có kích thước đồng nhất. Sau đó, các mẫu gỗ sẽ được ngâm trong dung dịch PEG với nồng độ thích hợp. Thời gian ngâm tẩm cần được kiểm soát để đảm bảo PEG thẩm thấu vào sâu trong cấu trúc gỗ. Sau khi ngâm, gỗ sẽ được sấy khô để loại bỏ nước thừa và giữ lại PEG trong gỗ. Kết quả của quy trình này là gỗ sẽ có tính ổn định kích thước cao hơn, giảm thiểu hiện tượng co rút và giãn nở. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng PEG có thể làm tăng khối lượng thể tích của gỗ, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ sau chế biến.

III. Ảnh hưởng của PEG đến chất lượng gỗ

Việc sử dụng Polyethylene Glycol (PEG) trong quá trình biến tính gỗ Xoan Ta đã cho thấy nhiều ảnh hưởng tích cực đến chất lượng gỗ. Cụ thể, PEG giúp cải thiện khả năng chống co rút và giãn nở của gỗ, từ đó nâng cao tính ổn định kích thước gỗ. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng gỗ đã xử lý bằng PEG có độ co rút và giãn nở thấp hơn so với mẫu đối chứng. Điều này có thể được giải thích bởi khả năng PEG thẩm thấu vào các nhóm hydroxyl trong cấu trúc gỗ, làm giảm khả năng hút ẩm của gỗ. Hơn nữa, PEG còn giúp bảo vệ gỗ khỏi các tác nhân gây hại, góp phần nâng cao tuổi thọ của sản phẩm gỗ trong điều kiện sử dụng thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giải pháp biến tính gỗ

Giải pháp biến tính gỗ Xoan Ta bằng Polyethylene Glycol (PEG) không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành chế biến gỗ. Việc áp dụng công nghệ này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Sản phẩm gỗ sau khi được xử lý bằng PEG có thể được sử dụng trong sản xuất đồ nội thất, ván ghép thanh và các sản phẩm gỗ khác. Hơn nữa, việc sử dụng PEG trong xử lý gỗ còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại trong ngành chế biến gỗ. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và môi trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong chiến lược phát triển lâm nghiệp tại Việt Nam, các chương trình trồng rừng với những loài cây mọc nhanh bản địa và nhập nội (như bạch đàn, keo, thông, tràm, bồ đề, mỡ, hông) đã tạo ra nguồn cung gỗ rừng trồng dồi dào, dần thay thế nguồn gỗ tự nhiên đang ngày càng khan hiếm. Ngành chế biến gỗ trong nước theo đó chuyển hướng tập trung vào sản xuất ván nhân tạo (ván ghép thanh, ván dăm, ván dán, MDF) và các sản phẩm mộc gia dụng phục vụ tiêu dùng nội địa lẫn xuất khẩu. Trong số đó, sản phẩm ván ghép thanh có ưu thế lớn nhờ khả năng tạo ra các tấm gỗ kích thước lớn, loại bỏ khuyết tật tự nhiên và tận dụng tối đa nguồn phôi gỗ nhỏ.

Tuy nhiên, gỗ khai thác từ rừng trồng nói chung và gỗ Xoan Ta (Melia azedarach Linn.) nói riêng tồn tại nhiều nhược điểm cố hữu về cấu tạo giải phẫu và tính chất cơ lý: khối lượng thể tích thấp, cường độ chịu lực kém, nhiều mắt mấu, khả năng dán dính hạn chế. Đặc biệt, gỗ có tính hút ẩm và độ co giãn thể tích lớn theo sự thay đổi của môi trường khí hậu nhiệt đới ẩm, dẫn đến hiện tượng nứt vỡ, cong vênh, biến dạng trong quá trình gia công, sấy và sử dụng, đồng thời dễ bị nấm mốc và côn trùng phá hoại. Cây Xoan Ta thuộc họ Xoan (Meliaceae), nhóm gỗ V, là loài cây mọc nhanh phổ biến ở miền Bắc với thớ gỗ sáng màu, vân đẹp, dễ cắt gọt, rất thích hợp cho sản xuất đồ mộc và ván ghép thanh, nhưng độ ổn định kích thước kém đã làm giảm đáng kể giá trị thương phẩm. Để khắc phục hiện tượng co rút và dãn nở bất lợi này, việc áp dụng công nghệ biến tính hóa học nhằm làm thay đổi cấu trúc tế bào gỗ, cụ thể là tác động vào các nhóm hydroxyl thân nước, được xác định là giải pháp kỹ thuật cần thiết.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Mông Đức Mạnh (Khoa Lâm Nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, chuyên ngành Nông Lâm Kết Hợp, khóa 2011–2015, người hướng dẫn: ThS. Dương Văn Đoàn) tập trung giải quyết vấn đề trên thông qua đề tài: "Nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ Xoan Ta (Melia azedarach – Linn) bằng polyetylenglyco (PEG)".

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể trong văn bản như sau:

1. Mục tiêu: Nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ Xoan Ta (Melia azedarach – Linn) bằng Polyetylenglycol (PEG) nhằm góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, đa dạng các loại hình sản phẩm và tạo ra các sản phẩm mới có chất lượng cao từ gỗ mọc nhanh rừng trồng.
2. Yêu cầu/nhiệm vụ nghiên cứu:
   • Đưa ra được quy trình công nghệ biến tính ổn định kích thước gỗ bằng Polyetylenglycol (PEG).
   • Đánh giá được ảnh hưởng của Polyetylenglycol (PEG) đến chất lượng biến tính từ gỗ Xoan Ta thông qua các chỉ tiêu: khả năng co rút, khả năng dãn nở và khối lượng thể tích.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ biến tính gỗ và nguyên liệu gỗ Xoan Ta (Melia azedarach Linn.).
• Phạm vi nghiên cứu:
  • Loại nguyên liệu: Gỗ Xoan Ta từ 8–10 năm tuổi được thu thập tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (từ xưởng chế biến gỗ Bùi Văn Thực, xóm Đồi Chè, xã Cổ Lũng, huyện Phú Lương).
  • Hóa chất sử dụng: Polyetylenglycol (PEG) dạng lỏng, nồng độ dung dịch cố định 20%.
  • Chế độ xử lý: Phương pháp ngâm thường ở nhiệt độ phòng với thời gian ngâm cố định là 48 giờ (2 ngày).
  • Địa điểm và thời gian thực nghiệm: Phòng thí nghiệm Khoa Lâm Nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, tiến hành từ ngày 02/03/2015 đến ngày 05/04/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nội dung dựa trên lý thuyết cấu tạo giải phẫu thực vật học và hóa học gỗ. Gỗ là vật liệu tự nhiên dạng mao dẫn rỗng, dị hướng cao, được cấu thành từ các tế bào xếp dọc thân (chiếm 90–95% thể tích gồm mạch gỗ, sợi gỗ, mô mềm, quản bào) và tế bào xếp ngang thân (chiếm 5–10% thể tích gồm tia gỗ, ống dẫn). Vách tế bào gỗ được tạo bởi ba polyme chính: cellulose, hemicellulose và lignin.

Trong đó, cellulose có công thức phân tử $[C_6H_7O_2(OH)_3]_n$ với độ trùng hợp $n = 5.000 - 14.000$, gồm các mắt xích $\beta$-D-glucose nối với nhau bằng liên kết 1,4-glucosid. Mỗi mắt xích chứa 3 nhóm hydroxyl (-OH) tại vị trí $C_2, C_3, C_6$ (gồm một nhóm bậc nhất và hai nhóm bậc hai). Các liên kết hydro nội phân tử và liên phân tử quy định cấu trúc vùng định hình (kết tinh bền vững, dài 30–60 nm, hóa chất khó xâm nhập) và vùng không định hình (cấu trúc lỏng lẻo, dễ hút nước và tác nhân hóa học). Năng lượng của liên kết cộng hóa trị $C-C$ trong cellulose là 62,77 Kcal/mol, trong khi liên kết hydro chỉ đạt 5–6 Kcal/mol và lực Van der Waals đạt 2–3 Kcal/mol. Hiện tượng trương nở và co rút xảy ra khi các phân tử nước xâm nhập vào vùng không định hình, bứt phá liên kết hydro giữa các chuỗi cellulose và làm tăng khoảng cách giữa các sợi. Hemicellulose gồm pentosan $(C_5H_8O_4)n$ và hexosan $(C_6H{10}O_5)_n$ ($n = 50 - 200$), kém bền nhiệt và dễ bị thủy phân. Lignin là polyme thơm có cấu trúc mạng không gian ba chiều, tham gia liên kết hydro với cellulose và hemicellulose.

Về hóa chất biến tính, Polyetylenglycol (PEG) có công thức cấu tạo: $$HO - CH_2 - (CH_2 - O - CH_2)_n - CH_2OH$$ PEG là hợp chất cao phân tử thu được từ phản ứng trùng hợp giữa oxit etylen với nước hoặc etylenglycol. Đây là chất trung tính, màu trắng, không mùi, tan hoàn toàn trong nước, không ăn mòn kim loại, không độc hại với người và gia súc, ít nguy cơ cháy nổ. Cơ chế ổn định kích thước bằng PEG là cơ chế điền đầy và trương nở cố định: PEG khuếch tán vào vách tế bào gỗ đang ở trạng thái ẩm, thay thế nước tự do và nước liên kết; nhờ áp suất hơi bão hòa rất thấp và khả năng giữ trạng thái sáp đặc, PEG ngăn cản vách tế bào xẹp xuống khi sấy khô, đồng thời bao bọc khoảng gian bào và bít kín các lỗ thông ngang, làm suy giảm tốc độ hút và thoát ẩm của gỗ.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và quy chuẩn kiểm tra cơ lý:

• Phương pháp chọn cây và lấy mẫu thử cơ lý gỗ rừng trồng tuân theo TCVN 356-70 và tiêu chuẩn quốc tế ISO 4471-1982.
• Quy định gia công mẫu thử không có khuyết tật thực hiện theo TCVN 344-70 và tiêu chuẩn ISO 3129-1975.
• Kích thước mẫu thí nghiệm và tiêu chuẩn thử nghiệm áp dụng:
  • Mẫu xác định khối lượng thể tích: kích thước $30 \times 20 \times 20$ mm (Dọc thớ $\times$ Xuyên tâm $\times$ Tiếp tuyến) theo TCVN 362-70.
  • Mẫu xác định độ co rút: kích thước $10 \times 30 \times 30$ mm (Dọc thớ $\times$ Xuyên tâm $\times$ Tiếp tuyến) theo TCVN 360-70.
  • Mẫu xác định độ dãn nở: kích thước $10 \times 30 \times 30$ mm (Dọc thớ $\times$ Xuyên tâm $\times$ Tiếp tuyến) theo TCVN 361-70.
• Thiết bị nghiên cứu: Cân điện tử kỹ thuật chính xác $\pm 0,01$ g; thước kẹp cơ khí chính xác $0,01$ mm; tủ sấy thí nghiệm; máy đo độ ẩm gỗ; ống đong thủy tinh dung tích 500 ml độ chia 0,1 ml; bình và khay ngâm mẫu chuyên dụng.
• Công thức tính toán các chỉ tiêu cơ lý:
  • Độ co rút theo phương tiếp tuyến ($Y_{tt}$) và xuyên tâm ($Y_{xt}$): $$Y_{tt} = \frac{a - a_1}{a_1} \times 100 \ (%), \quad Y_{xt} = \frac{b - b_1}{b_1} \times 100 \ (%)$$ (với $a, b$ là kích thước trước khi sấy; $a_1, b_1$ là kích thước sau khi sấy).
  • Độ dãn nở theo phương tiếp tuyến ($Y_{tt}$) và xuyên tâm ($Y_{xt}$): $$Y_{tt} = \frac{a - a_1}{a_1} \times 100 \ (%), \quad Y_{xt} = \frac{b - b_1}{b_1} \times 100 \ (%)$$ (với $a_1, b_1$ là kích thước trước khi ngâm; $a, b$ là kích thước sau khi ngâm).
  • Khối lượng thể tích ($\rho$): $$\rho = \frac{m}{V} \ (g/cm^3)$$ (với $m$ là khối lượng mẫu gỗ, $V$ là thể tích mẫu gỗ tính theo tích số $DT \times XT \times TT$).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này phân tích sự dịch chuyển nguyên liệu trong ngành công nghiệp chế biến lâm sản từ nguồn rừng tự nhiên sang gỗ rừng trồng mọc nhanh. Tác giả chỉ ra mâu thuẫn thực tiễn giữa nhu cầu sử dụng ván nhân tạo, đồ gỗ xuất khẩu ngày càng lớn với các nhược điểm tự nhiên của gỗ rừng trồng nhiệt đới (dễ cong vênh, nứt vỡ, khối lượng thể tích thấp, dễ bị mục và mối mọt). Tác giả xác định rõ việc nghiên cứu biến tính nâng cao tính ổn định kích thước cho gỗ Xoan Ta là yêu cầu cấp thiết, xác lập mục tiêu nghiên cứu quy trình biến tính bằng PEG 20%, nêu rõ phạm vi nghiên cứu tại Thái Nguyên và nhấn mạnh ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp vật liệu cho ngành sản xuất ván ghép thanh và đồ mộc nội thất.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện cơ sở khoa học về sinh học gỗ và công nghệ biến tính:

• Cơ sở cấu tạo phân tử: Phân tích chi tiết chuỗi polyme cellulose, hemicellulose và lignin; cấu tạo mixen cellulose, hệ thống liên kết hydro nội và liên phân tử, quá trình trương nở của cellulose khi hút ẩm.
• Tổng quan các giải pháp biến tính: Phân loại phương pháp nâng cao khối lượng thể tích (nhiệt cơ tạo gỗ nén; hóa - nhiệt - cơ qua ngâm tẩm hóa chất; bức xạ hóa học sử dụng monome Metilmeta Krilat, Stirol để tạo gỗ polyme phức hợp WPC). Tổng quan các phương pháp ổn định kích thước: phương pháp hóa học (xử lý gia nhiệt sấy khô, acetyl hóa bằng anhydrit axetic, cyanat hóa, xử lý formol FA với tỷ lệ tăng trọng PL = 2–4%, xử lý bằng dung dịch urê 50%); phương pháp vật lý (xử lý chống ẩm, chống thấm, tẩm nhựa parafin trọng lượng phân tử thấp và tẩm polyetylenglycol PEG).
• Đặc điểm lâm học và cơ lý của gỗ Xoan Ta: Cây phân bố rộng từ Bắc vào Nam, sinh trưởng tốt ở khí hậu nhiệt đới gió mùa, đất nương rẫy bỏ hóa, chu kỳ khai thác 5–6 năm hoặc 8–10 năm lấy gỗ lớn, khả năng tái sinh chồi từ gốc 3–4 lần. Gỗ thuộc nhóm V, dác màu hồng xám trắng, lõi màu hồng nâu nhạt; tỷ trọng 0,565; độ bền nén dọc thớ đạt 339 kg/cm²; độ bền kéo ngang thớ đạt 22 kg/cm².
• Tình hình nghiên cứu: Điểm lại các mốc lịch sử nghiên cứu biến tính gỗ trên thế giới (phòng thí nghiệm FPL Hoa Kỳ nghiên cứu acetyl hóa năm 1972, ứng dụng sản xuất năm 1980; công nghệ WPC từ đầu thập niên 1960 tại Mỹ và Liên Xô). Trong nước, điểm qua các công trình nghiên cứu tại Đại học Lâm nghiệp: GS.TS. Trần Văn Chứ (nghiên cứu PEG và công nghệ ép ván LVL), Vũ Huy Đại và Nguyễn Minh Hùng (xử lý vi sóng gỗ Trám trắng, tỷ suất nén gỗ Keo tai tượng), Tạ Thị Phương Hoa (acetyl hóa Keo lá tràm và Keo tai tượng đạt hệ số chống dãn nở 65%), Nguyễn Quý Nam và Nguyễn Anh Tuấn (acetyl hóa Bạch đàn trắng đạt hệ số chống dãn nở 31,7%), Bùi Thị Tuyết Nhung (nâng cao khối lượng thể tích gỗ bằng nhựa Novolac).

Phần 3: Đối tượng, nội dung, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết quy cách thực nghiệm:

• Lấy mẫu gỗ Xoan Ta từ 8–10 năm tuổi tại huyện Phú Lương, Thái Nguyên, cưa xẻ phôi và gia công thành các thanh mẫu nhỏ không khuyết tật theo đúng TCVN 356-70, TCVN 344-70, ISO 4471-1982 và ISO 3129-1975.
• Thiết lập quy cách mẫu đo: $30 \times 20 \times 20$ mm đo khối lượng thể tích (TCVN 362-70); $10 \times 30 \times 30$ mm đo độ co rút (TCVN 360-70) và độ dãn nở (TCVN 361-70).
• Mô tả đặc tính hóa chất PEG dạng lỏng, trung tính, tan trong nước, không độc hại.
• Giới thiệu danh mục trang thiết bị đo đạc, tủ sấy kiểm soát nhiệt độ, cân phân tích, thước kẹp điện tử và hệ thống công thức giải tích xác định $Y_{tt}, Y_{xt}, \rho$.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương thực nghiệm cung cấp quy trình và các số liệu đo lường cụ thể:

• Xây dựng quy trình công nghệ: Thiết lập sơ đồ thực nghiệm gồm hai nhánh: biến tính bằng dung dịch PEG 20% và xử lý mẫu đối chứng bằng nước cất. Trình tự gồm: Gỗ tròn $\rightarrow$ Xẻ phôi $\rightarrow$ Gia công mẫu $\rightarrow$ Sấy khô kiệt ở nhiệt độ $103 \pm 2^\circ\text{C}$ (đến khi độ ẩm $MC = 0%$, xác định qua 3 lần cân liên tiếp không đổi khối lượng) $\rightarrow$ Lưu giữ ổn định mẫu đến độ ẩm $MC = 15%$ $\rightarrow$ Ngâm tẩm dung dịch PEG 20% (hoặc nước cất đối chứng) trong thời gian 48 giờ $\rightarrow$ Sấy khô kiệt ở nhiệt độ $103 \pm 2^\circ\text{C}$ $\rightarrow$ Để ổn định môi trường $\rightarrow$ Đo đạc kích thước và tính toán các chỉ tiêu cơ lý.
• Kết quả về độ co rút: Khi đánh giá ở mức ẩm $MC = 15%$, mẫu gỗ ngâm PEG 20% thể hiện sự suy giảm co rút rõ rệt so với mẫu đối chứng ngâm nước cất: co rút theo chiều dọc thớ giảm 26% (từ 1,47 mm ở mẫu đối chứng), co rút theo chiều xuyên tâm giảm 29% (từ 1,56 mm ở mẫu đối chứng).
• Kết quả về độ dãn nở: Độ dãn nở của gỗ Xoan Ta biến tính giảm đáng kể theo các phương: dãn nở dọc thớ giảm 8% (từ 1,77 mm ở mẫu đối chứng), dãn nở xuyên tâm giảm 17% (từ 2,94 mm ở mẫu đối chứng).
• Kết quả về khối lượng thể tích: Khối lượng thể tích trung bình của mẫu đối chứng ở độ ẩm $MC = 15%$ đạt $0,66 \text{ g/cm}^3$; sau khi xử lý ngâm tẩm bằng dung dịch PEG 20%, khối lượng thể tích trung bình tăng lên, đạt $0,75 \text{ g/cm}^3$ (tăng 9% so với mẫu đối chứng).
• Thảo luận cơ chế: Tác giả giải thích PEG khuếch tán và điền đầy trong vách tế bào gỗ, thế chỗ cho nước tự do và nước liên kết. Nhờ phân tử lượng lớn và áp suất hơi bão hòa thấp, PEG vẫn duy trì trạng thái sáp rắn bên trong vách tế bào sau khi sấy khô, giữ cho tế bào gỗ luôn ở trạng thái trương nở thể tích cố định, bịt kín các khoảng mao dẫn và lỗ thông ngang, ngăn cản sự trao đổi ẩm với khí quyển.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận khẳng định tính khả thi của phương pháp biến tính bằng PEG 20% trong việc làm giảm co rút, giảm dãn nở và gia tăng khối lượng thể tích cho gỗ Xoan Ta. Nêu rõ các khuyến nghị kỹ thuật: nghiên cứu thêm các khoảng nồng độ PEG và thời gian ngâm tẩm khác nhau; mở rộng thử nghiệm trên các loài cây mọc nhanh khác; đánh giá độ bền trong điều kiện biến động nhiệt ẩm thực tế dài hạn; tính toán hiệu quả kinh tế và chi phí sản xuất công nghiệp.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng cụ thể các chỉ tiêu vật lý của gỗ Xoan Ta trước và sau khi biến tính bằng hóa chất Polyetylenglycol (PEG) nồng độ 20% trong thời gian 48 giờ. Các số liệu thực nghiệm được tác giả đo đạc và tổng hợp phản ánh rõ sự cải thiện về kích thước và mật độ vật liệu:

Chỉ tiêu theo dõi	Mẫu đối chứng (Ngâm nước cất)	Mẫu biến tính (Ngâm dung dịch PEG 20%)	Mức độ biến đổi
Độ ẩm kiểm tra ($MC$)	15%	15%	Cố định
Co rút dọc thớ ($DT$)	Đo từ mức gốc 1,47 mm	Giảm so với đối chứng	Giảm 26%
Co rút xuyên tâm ($XT$)	Đo từ mức gốc 1,56 mm	Giảm so với đối chứng	Giảm 29%
Dãn nở dọc thớ ($DT$)	Đo từ mức gốc 1,77 mm	Giảm so với đối chứng	Giảm 8%
Dãn nở xuyên tâm ($XT$)	Đo từ mức gốc 2,94 mm	Giảm so với đối chứng	Giảm 17%
Khối lượng thể tích ($\rho$)	$0,66 \text{ g/cm}^3$	$0,75 \text{ g/cm}^3$	Tăng 9%

Về mặt giải pháp kỹ thuật, tác giả đề xuất:

• Ứng dụng quy trình ngâm thường bằng PEG 20% trong 48 giờ ở nhiệt độ thường đối với phôi gỗ Xoan Ta đã sấy khô kiệt và lưu giữ về độ ẩm ổn định 15%. Quy trình này không đòi hỏi hệ thống nồi hấp áp lực chân không đắt tiền, phù hợp triển khai tại các xưởng cưa xẻ và hợp tác xã chế biến gỗ quy mô vừa và nhỏ.
• Ứng dụng gỗ Xoan Ta sau xử lý PEG vào sản xuất các sản phẩm mộc gia dụng cao cấp, ván sàn, khung cửa, phôi ván ghép thanh và các sản phẩm điêu khắc mỹ nghệ thay thế một phần gỗ tự nhiên.

Về mặt đóng góp học thuật và thực tiễn:

• Đề tài đóng góp dẫn liệu thực nghiệm chi tiết về hành vi co giãn và sự gia tăng khối lượng thể tích của loài cây Xoan Ta (Melia azedarach Linn.) trồng tại vùng trung du miền núi phía Bắc (Thái Nguyên) khi được xử lý bằng PEG dạng lỏng.
• Chứng minh tính ứng dụng của PEG như một chất biến tính an toàn, không chứa thành phần kim loại nặng độc hại, góp phần hoàn thiện cơ sở dữ liệu về công nghệ chế biến cơ lý hóa cho các loài cây rừng trồng mọc nhanh bản địa tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu được tác giả nêu rõ:

• Phạm vi thông số khảo nghiệm hẹp: Do điều kiện thời gian thực hiện ngắn (từ tháng 3 đến tháng 4 năm 2015) và phương tiện thiết bị hạn chế, nghiên cứu chỉ khảo sát trên một mức nồng độ hóa chất cố định (PEG 20%) và một khoảng thời gian ngâm tẩm duy nhất (48 giờ) bằng phương pháp ngâm thường; chưa thiết lập được ma trận thí nghiệm đa yếu tố để tối ưu hóa nồng độ, thời gian ngâm và nhiệt độ dung dịch.
• Chỉ tiêu cơ lý chưa toàn diện: Khóa luận mới tập trung đánh giá tính ổn định kích thước (co rút, dãn nở) và khối lượng thể tích; chưa thực nghiệm kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý quan trọng khác như độ bền uốn tĩnh, độ bền nén dọc thớ, độ cứng bề mặt, khả năng bám đinh vít và độ bền dán dính màng keo.
• Đặc tính hút ẩm của vật liệu biến tính: Gỗ xử lý bằng PEG có đặc tính hút ẩm trở lại mạnh và khó thoát ẩm trong điều kiện độ ẩm không khí cao nếu bề mặt không được sơn phủ kín.
• Thiếu hụt dữ liệu độ bền dài hạn và kinh tế: Chưa kiểm chứng độ bền kích thước của gỗ trong điều kiện khí hậu ngoài trời theo chu kỳ các mùa trong năm và chưa hạch toán chi phí giá thành công nghiệp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất trong văn bản:

1. Tiếp tục nghiên cứu biến tính gỗ Xoan Ta với các dải nồng độ PEG khác nhau và các mốc thời gian ngâm tẩm khác nhau để xác định chế độ công nghệ tối ưu.
2. Mở rộng đánh giá tác động của PEG và các hóa chất biến tính khác đến toàn bộ hệ thống tính chất cơ học (uốn tĩnh, kéo, nén, tách dọc).
3. Đặt mẫu gỗ biến tính trong môi trường có sự thay đổi liên tục về nhiệt độ và độ ẩm tương đối trong thời gian dài để kiểm tra độ bền sinh học và độ ổn định lâu dài.
4. Triển khai thử nghiệm quy trình công nghệ trên các loài cây gỗ rừng trồng mọc nhanh khác.
5. Tiến hành hạch toán kinh tế kỹ thuật chi tiết đối với quy trình biến tính nhằm xác định tính khả thi khi chuyển giao vào quy mô sản xuất công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên và học viên cao học: Chuyên ngành Lâm học, Chế biến lâm sản, Nông Lâm kết hợp và Công nghệ vật liệu gỗ có thể sử dụng đề tài làm tài liệu tham khảo về phương pháp luận nghiên cứu cấu tạo gỗ, cơ chế trương nở của cellulose, quy chuẩn chế tạo mẫu thử cơ lý theo TCVN (TCVN 356-70, TCVN 344-70, TCVN 360-70, TCVN 361-70, TCVN 362-70) và các tiêu chuẩn ISO tương ứng.
• Kỹ sư và kỹ thuật viên ngành chế biến gỗ: Tham khảo quy trình công nghệ xử lý ổn định kích thước đơn giản bằng phương pháp ngâm thường để ứng dụng xử lý gỗ mọc nhanh, hạn chế nứt nẻ đầu thanh phôi trong sản xuất ván ghép thanh và chi tiết đồ nội thất.
• Các phần nội dung đáng tham khảo: Phần tổng quan về bản chất liên kết hydro trong vách tế bào cellulose (Phần 2), quy trình chi tiết chuẩn bị và sấy mẫu thử (Hình 4.1 và mục 4.2), hệ thống công thức giải tích xác định độ co rút, độ dãn nở và khối lượng thể tích gỗ (Phần 3 và Phần 4).

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng hóa chất nào để biến tính gỗ Xoan Ta và phương pháp xử lý cụ thể là gì?
Khóa luận sử dụng hóa chất Polyetylenglycol (PEG) dạng lỏng, trung tính, tan trong nước, với nồng độ pha chế là 20%. Phương pháp xử lý thực nghiệm là ngâm thường ở nhiệt độ phòng trong thời gian 48 giờ (2 ngày).

2. Kích thước các mẫu thí nghiệm xác định tính chất cơ lý gỗ trong nghiên cứu được gia công theo quy cách nào?
Theo các tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng, mẫu được gia công theo quy cách hình học (Dọc thớ $\times$ Xuyên tâm $\times$ Tiếp tuyến) như sau:

• Mẫu xác định khối lượng thể tích: $30 \times 20 \times 20$ mm (theo TCVN 362-70).
• Mẫu xác định độ co rút: $10 \times 30 \times 30$ mm (theo TCVN 360-70).
• Mẫu xác định độ dãn nở: $10 \times 30 \times 30$ mm (theo TCVN 361-70).

3. Mức độ suy giảm co rút và dãn nở của gỗ Xoan Ta sau khi biến tính bằng PEG 20% đạt được là bao nhiêu?
So sánh với mẫu đối chứng ngâm nước cất ở độ ẩm kiểm tra $MC = 15%$, gỗ xử lý qua PEG 20% có:

• Độ co rút dọc thớ giảm 26% (từ 1,47 mm); độ co rút xuyên tâm giảm 29% (từ 1,56 mm).
• Độ dãn nở dọc thớ giảm 8% (từ 1,77 mm); độ dãn nở xuyên tâm giảm 17% (từ 2,94 mm).

4. Khối lượng thể tích của gỗ Xoan Ta thay đổi như thế nào sau quá trình ngâm tẩm PEG?
Khối lượng thể tích trung bình của mẫu gỗ đối chứng sau khi sấy ở độ ẩm $MC = 15%$ là $0,66 \text{ g/cm}^3$. Sau khi ngâm tẩm trong dung dịch PEG 20% và sấy khô, khối lượng thể tích trung bình của gỗ đạt $0,75 \text{ g/cm}^3$, tăng 9% so với mẫu đối chứng.

5. Vì sao việc tẩm PEG lại giúp ổn định kích thước và làm tăng khối lượng thể tích của gỗ?
Do PEG có khối lượng riêng lớn hơn nước và áp suất hơi bão hòa rất thấp, khi ngâm tẩm, các phân tử PEG thâm nhập vào vách tế bào gỗ để thay thế nước tự do và nước liên kết. Sau khi sấy khô, PEG tồn tại ở dạng sáp rắn cố định bên trong vách tế bào, giữ cho tế bào gỗ luôn ở trạng thái trương nở thể tích cố định, đồng thời bịt kín các khoảng mao dẫn và lỗ thông ngang làm giảm mạnh khả năng hút/thoát ẩm của gỗ.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Mông Đức Mạnh đã xây dựng và kiểm chứng thành công quy trình biến tính gỗ Xoan Ta (Melia azedarach Linn.) bằng giải pháp ngâm thường trong dung dịch Polyetylenglycol (PEG) nồng độ 20% suốt 48 giờ. Kết quả thực nghiệm khẳng định phương pháp này giúp giảm độ co rút theo phương xuyên tâm tới 29%, giảm dãn nở xuyên tâm 17% và nâng khối lượng thể tích trung bình của gỗ từ $0,66 \text{ g/cm}^3$ lên $0,75 \text{ g/cm}^3$ (tăng 9%). Nghiên cứu cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có giá trị thực tiễn cho việc ổn định kích thước phôi gỗ mọc nhanh, hỗ trợ định hướng ứng dụng gỗ Xoan Ta trong công nghệ sản xuất ván ghép thanh và đồ mộc nội thất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Trong những năm vừa qua, nước ta đã và đang triển khai nhiều chương trình trồng rừng với các loài cây mọc nhanh được nhập nội và cây bản địa. Một số loài cây được gây trồng chủ yếu bao gồm: bạch đàn, keo, thông, tràm, bồ đề, mỡ, hông. Hiện nay, gỗ khai thác từ rừng trồng đang dần trở thành nguồn nguyên liệu chính cho công nghiệp chế biến gỗ. Với sự thay đổi đối tượng nguyên liệu từ gỗ rừng tự nhiên sang gỗ rừng trồng, ngành chế biến gỗ ở Việt Nam hiện đang tập trung phát triển chế biến các loại hình ván nhân tạo (ván ghép thanh, ván dăm, ván dán, ván MDF…) và các sản phẩm gỗ xẻ để sản xuất đồ mộc trong đó có đồ mộc xuất khẩu.

Ván ghép thanh là một trong những sản phẩm ván nhân tạo được sản xuất với khối lượng lớn bởi những ưu điểm có thể tạo ra những tấm gỗ có kích thước lớn, loại bỏ được nhiều khuyết tật tự nhiên, dễ gia công chế biến, tận dụng được nguyên liệu. Ở nước ta, sản xuất ván ghép thanh được hình thành từ một vài thập niên trở lại đây, các sản phẩm nội thất từ ván ghép thanh phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Các loại gỗ rừng trồng có trữ lượng ngày càng lớn, nhưng có nhược điểm về đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ vật lý, tính chất công nghệ, thành phần hoá học. Chính những nhược điểm này đã gây ra không ít khó khăn trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ như: gỗ dễ bị nứt vỡ, cong vênh, khả năng dán dính kém, nhiều mắt mấu dẫn đến tỷ lệ sử dụng gỗ rất thấp và chất lượng sản phẩm không cao.

Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới của nước ta, hầu hết các loại gỗ rừng trồng rất dễ bị côn trùng và nấm gây hại ngay sau khi khai thác, trong quá trình chế biến và sử dụng. Để giảm bớt thiệt hại do nấm, côn trùng gây ra, các giải pháp xử lý bằng thuốc bảo quản được đánh giá là đạt hiệu quả hữu hiệu nhất.[7] Ở Việt Nam hiện nay, gỗ rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm trong khi nhu cầu sử dụng gỗ của xã hội ngày càng gia tăng. Do đó, hướng thay thế gỗ n 2 tự nhiên bằng gỗ mọc nhanh rừng trồng và đưa ra các công nghệ tạo ra các loại vật liệu mới là hướng nghiên cứu cần thiết của các nhà khoa học chế biến lâm sản. Một trong các hướng đó là biến tính gỗ.

Biến tính gỗ là quá trình tác động hoá học, cơ học, nhiệt học hoặc đồng thời làm thay đổi lại cấu trúc của gỗ mà chủ yếu là tác động vào các nhóm hydroxyl. Quá trình này làm cho các tính chất của gỗ thay đổi. Chính vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã, đang và sẽ có những đầu tư rất lớn theo hướng biến tính gỗ. Ở Việt Nam, công nghệ biến tính đã bắt đầu được nghiên cứu và đang là lĩnh vực được nhiều nhà khoa học quan tâm.Gỗ xoan ta là loại cây được trồng khá phổ biến ở miền Bắc Việt nam.

Gỗ xoan ta có ưu điểm: mọc nhanh, dễ gia công cắt gọt, màu gỗ sáng rất phù hợp làm nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh. Tuy nhiên, do độ ổn định của gỗ xon ta không cao nên hướng nghiên cứu biến tính gỗ để nâng cao ổn định của gỗ xoan ta là cần thiết và có ý nghĩa. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1. Mục tiêu Nghiên cứu giải pháp biến tính ổn định kích thước gỗ Xoan Ta (Melia azedarach – Linn) bằng Polyetylenglycol (PEG) nhằm góp phần vào việc nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, đa dạng các loại hình sản phẩm và tạo ra các sản phẩm mới có chất lượng cao từ gỗ mọc nhanh rừng trồng.

Yêu cầu của đề tài + Đưa ra được quy trình công nghệ biến tính ổn định kích thước gỗ bằng Polyetylenglycol (PEG). + Đánh giá được ảnh hưởng của Polyetylenglycol (PEG) đến chất lượng biến tính từ gỗ Xoan Ta: Khả năng co rút, giãn nở, khối lượng thể tích. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong khoa học Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học, là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong việc xử lý hóa học cho gỗ Xoan Ta nhằm nâng cao tính ổn định kích thước mà ít hoặc không làm ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tính chất công nghệ của loài gỗ này.

Ý nghĩa trong thực tiễn Áp dụng công nghệ xử lý thuốc hóa học để xử lý gỗ Xoan ta nhằm giải quyết về vấn đề chất lượng gỗ rừng trồng sử dụng trong sản xuất đồ mộc và hoàn toàn có thể đáp ứng được mục tiêu bảo vệ môi trường. n 4 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cở sở khoa học 2. Thành phần, cấu tạo và mỗi liên kết cơ bản của gỗ Gỗ là vật liệu tự nhiên rỗng, mao dẫn dính, có tính dị hướng cao, được cấu tạo bởi các tế bào xếp dọc thân cây (mạch gỗ, sợi gỗ, tế bào mô mềm, quản bào, ống dẫn nhựa) chiếm tới 90 - 95% thể tích và tế bào xếp ngang thân cây (tia gỗ, ống dẫn nhựa) chiếm đến 5 - 10%.

Các tế bào gỗ có dạng hình ống bao gồm vách và ruột tế bào. Vách tế bào được cấu tạo bởi ba thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose, lignin. Tất cả các thành phần này đều là các polime, chúng hợp thành mạng lưới đan xen trong vách tế bào. Các phân tử cellulose [C6H7O2(OH)3]n với n = 5000 - 14000 có cấu tạo mạch thẳng liên kết với nhau tại các vị trí 1, 4 nhờ cầu nối ôxy hình thành chuỗi cellulose.

Nhiều chuỗi cellulose liên kết với nhau nhờ cầu nối hydro tạo nên mixen cellulose. Khoảng 40-50 mixen cellulose sắp xếp thành một khối có kích thước mặt cắt ngang 3x5 nm được gọi là bó mixen cellulose. Từng bó mixen cellulose được bao bọc xung quanh bởi một lớp hemicellulose kết hợp với một lượng nhỏ lignin, và ngoài cùng bao bọc bởi một lớp lignin tạo thành khối vững chắc có kích thước mặt cắt ngang khoảng 5-10 nm. Các khối vững chắc này sắp xếp tạo nên vách tế bào.[3] Cellulose Cellulose là thành phần chủ yếu tạo nên vách tế bào.

Nó là hợp chất cao phân tử đựợc tạo nên từ các mắt xích , D - glucose nhờ các mối liên kết glucozit 1, 4, có công thức phân tử [C6H7O2(OH)3]n, n = 5000 - 14000. Trị số n thay đổi tuỳ thuộc vào nguồn gốc cellulose, phương pháp xử lý. Độ trùng n 5 hợp có ảnh hưởng lớn đến tính chất của cellulose. Chuỗi cellulose chứa từ 200 - 3000 phân tử cellulose.

Cấu tạo phân tử cellulose được mô tả ở Hình 2. H OH CH2OH H CH2OH 0 0 H H 0 H -0 OH H H OH H -0- H H OH H H 0H H H 0 H H 0 0 0 H CH2OH H OH CH2OH H OH Hình 2. Phân tử cellulose Trong mỗi mắt xích của phân tử cellulose có ba nhóm hydroxyl (-OH) ở các vị trí 2, 3, 6 (trong đó có một nhóm bậc nhất và hai nhóm bậc hai) nên có thể xem cellulose là một rượu đa chức, bậc cao. Trong mixen cellulose có vùng định hình và vùng không định hình.

Vùng định hình là vùng mà các phân tử cellulose sắp xếp có trật tự, có cấu trúc bền vững nên dung môi và hoá chất khó xâm nhập. Độ dài vùng định hình thường từ 30 - 60 nm. Vùng không định hình là vùng mà các phân tử cellulose sắp xếp không trật tự, cấu trúc lỏng lẻo nên dung môi và hoá chất dễ xâm nhập (Hình 2. Trong quá trình tạo thành các dẫn xuất của cellulose, khả năng phản ứng của các nhóm chức hydroxyl đóng vai trò quan trọng.

Cellulose trong tự nhiên tồn tại các liên kết hydro nội phân tử và các liên kết hydro giữa các phân tử. Các liên kết hydro nội phân tử được tạo ra: giữa H của nhóm hydroxyl ở C2 của một mắt xích và O thuộc nhóm hydroxyl ở C6 của mắt xích liền kề; giữa H của nhóm hydroxyl ở C 3 một đơn vị mắt xích và O nằm trong vòng của đơn vị mắt xích liền kề. Liên kết hydro giữa các phân tử tạo ra giữa hydro của hydroxyl ở C6 của đơn vị mắt xích trong một đoạn mạch và O của nhóm hydroxyl ở C2 trong đoạn mạch khác. Hệ thống liên kết hydro trong cellulose thể hiện trong Hình 2.

Cấu tạo của mixen cellulose Hình 2. Hệ thống liên kết hydro trong cellulose Các liên kết hydro giữa các phân tử cellulose ảnh hưởng nhiều đến tính chất của sợi cellulose như hút ẩm, co dãn, hoà tan, … Trong phân tử cellulose có các liên kết C - C và C - O, cũng như các liên kết hóa trị khác chúng rất bền vững và có lực liên kết rất lớn (lực liên kết của C - C bằng 62,77 Kcal/mol), trong khi đó của liên kết hydro là 5 – 6 Kcal/mol còn lực Van der Waals 2 – 3 Kcal/mol. Do trong phân tử cellulose chứa rất nhiều nhóm hydroxyl nên giữa các phân tử tồn tại rất nhiều liên kết hydro, vì thế lực liên kết giữa các phân tử rất lớn và lớn hơn rất nhiều lực hóa học liên n 7 kết các mắt xích trong phân tử. Liên kết hydro giữa các phân tử cellulose có thể biểu diễn như Hình 2.

H H O O OH H H HO O O H H O O OH H H HO O O H H O O OH Hình 2. Liên kết hydro giữa các phân tử cellulose Nếu nước được hút vào nghĩa là phân tử nước vào giữa các phân tử cellulose xuất hiện các liên kết hydro qua các phân tử nước, theo sơ đồ ở Hình 2. Đó là quá trình trương nở của cellulose trong nước. Thực chất quá trình trương nở cellulose là quá trình tác nhân gây trương nở xâm nhập vào, bứt phá các liên kết hydro giữa các phân tử cellulose cạnh nhau, khi đó làm cho khoảng cách giữa các phân tử cellulose tăng lên, dẫn đến liên kết của chúng (liên kết Van der Waals) yếu đi, các phân tử cellulose dễ bị xê dịch và trở nên lỏng lẻo hơn, đồng thời khi liên kết hydro bị phá vỡ sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các tác động khác làm thay đổi cấu trúc của phân tử cellulose trong gỗ.

Hiện tượng trương nở của cellulose có ý nghĩa quan trọng đối với công nghệ biến tính gỗ, do nó làm cho tính chất cơ học, vật lý và hoá học của gỗ thay đổi. Liên kết hydro giữa các phân tử khi cellulose trương nở trong nước a.