Nâng cao tính kỵ nước và chống tia UV cho gỗ bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ bồ đề styrax tonkinensis bằng công nghệ phủ zno, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Nguyễn Văn Huyến
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Mạnh Tường
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Chế biến lâm sản
• Đề tài: Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TRANG THÔNG TIN NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI VỀ MẶT HỌC THUẬT, LÝ LUẬN CỦA LUẬN ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Công nghệ và vật liệu nano trong cải thiện chất lượng gỗ
• 1.2. Cải thiện tính chất cơ lý gỗ
• 1.3. Tạo hiệu ứng bề mặt gỗ
• 1.4. Tạo tính năng diệt khuẩn và tự làm sạch cho gỗ
• 1.5. Cải thiện tính năng chống chịu thời tiết cho gỗ
• 1.6. Cải thiện tính năng chậm cháy cho gỗ
• 1.7. Nghiên cứu ngoài nước về phương pháp biến tính gỗ bằng công nghệ nano
• 1.8. Các nghiên cứu xử lý tạo compozit gỗ-vật liệu vô cơ
• 1.9. Các nghiên cứu xử lý tạo lớp phủ micro/nano vô cơ trên bề mặt gỗ
• 1.10. Nghiên cứu trong nước về phương pháp biến tính gỗ bằng công nghệ nano
• 1.11. Kết luận rút ra từ tổng quan
• 1.12. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.12.1. Mục tiêu tổng quát
• 1.12.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.13. Những đóng góp mới của luận án
• 1.14. Ý nghĩa của luận án
• 1.14.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.14.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Cách tiếp cận và nội dung nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu khả năng phủ ZnO để nâng cao tính kỵ nước và chịu UV cho gỗ Bồ đề
• 2.3.2. Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện xử lý a xít stearic cho màng ZnO trên gỗ Bồ đề
• 2.3.3. Nghiên cứu nâng cao khả năng duy trì tính năng siêu kỵ nước của gỗ Bồ đề bằng phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp lý thuyết
• 2.4.2. Phương pháp thực nghiệm
• 2.4.3. Kiểm tra tính chất và phân tích số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Thành phần hóa học của gỗ
• 3.2. Công nghệ và vật liệu nano
• 3.3. Hiện tượng kỵ nước trong tự nhiên và lý thuyết thấm ướt
• 3.3.1. Hiện tượng kỵ nước trong tự nhiên
• 3.3.2. Lý thuyết thấm ướt bề mặt
• 3.4. Đặc điểm của nano ZnO
• 3.5. Đặc điểm gỗ Bồ đề
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Khả năng phủ ZnO để nâng cao tính kỵ nước và chịu UV cho gỗ Bồ đề
• 4.1.1. Cấu trúc hiển vi của lớp phủ ZnO trên gỗ Bồ đề
• 4.1.2. Cấu trúc tinh thể của lớp phủ ZnO trên gỗ Bồ đề
• 4.1.3. Tính năng kỵ nước của gỗ Bồ đề phủ ZnO
• 4.1.4. Tính năng chịu ẩm của gỗ Bồ đề phủ ZnO
• 4.1.5. Tính năng chịu nước của gỗ Bồ đề phủ ZnO
• 4.1.6. Tính năng chịu UV của gỗ Bồ đề phủ ZnO qua độ bền màu
• 4.1.7. Khả năng chống bám bẩn bề mặt của gỗ Bồ đề phủ ZnO
• 4.2. Tối ưu hóa điều kiện xử lý a xít stearic cho màng ZnO trên gỗ Bồ đề
• 4.2.1. Ảnh hưởng của điều kiện xử lý đến góc tiếp xúc (WCA)
• 4.2.2. Ảnh hưởng của điều kiện xử lý đến hiệu quả cách ẩm (MEE)
• 4.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện xử lý đến hiệu suất chống hút nước (WRE)
• 4.2.4. Tối ưu hóa điều kiện xử lý a xít stearic cho gỗ Bồ đề phủ ZnO
• 4.3. Nâng cao khả năng duy trì tính năng siêu kỵ nước của gỗ Bồ đề bằng phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO
• 4.3.1. Cấu trúc hiển vi của lớp phủ epoxy kết hợp ZnO trên gỗ Bồ đề
• 4.3.2. Cấu trúc tinh thể của lớp phủ epoxy kết hợp ZnO trên gỗ Bồ đề
• 4.3.3. Tính năng kỵ nước của gỗ Bồ đề phủ epoxy kết hợp ZnO
• 4.3.4. Tính năng chịu UV của gỗ Bồ đề phủ epoxy kết hợp ZnO qua độ bền màu
• 4.4. Đề xuất quy trình công nghệ phủ gỗ Bồ đề bằng ZnO
• 4.4.1. Quy trình công nghệ phủ ZnO cho gỗ Bồ đề bằng phương pháp thủy nhiệt
• 4.4.2. Quy trình công nghệ phủ ZnO cho gỗ Bồ đề bằng phương pháp phun
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận án tiến sĩ nâng cao tính kỵ nước cho gỗ bồ đề

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nâng cao tính kỵ nước và khả năng chống tia UV cho gỗ bồ đề (Styrax tonkinensis) thông qua công nghệ phủ ZnO. Gỗ bồ đề là một loại gỗ quý, nhưng thường gặp khó khăn trong việc duy trì chất lượng khi tiếp xúc với môi trường ẩm ướt và ánh sáng mặt trời. Việc cải thiện tính chất này không chỉ giúp tăng cường độ bền của gỗ mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong xây dựng và trang trí nội thất.

1.1. Tầm quan trọng của gỗ bồ đề trong ngành chế biến lâm sản

Gỗ bồ đề được biết đến với độ bền cao và tính thẩm mỹ. Tuy nhiên, tính kỵ nước kém và khả năng chống tia UV hạn chế đã làm giảm giá trị sử dụng của nó. Nghiên cứu này nhằm khắc phục những nhược điểm này.

1.2. Công nghệ phủ ZnO và ứng dụng trong bảo vệ gỗ

Công nghệ phủ ZnO đã được chứng minh là hiệu quả trong việc tạo ra lớp bảo vệ cho bề mặt gỗ, giúp tăng cường tính kỵ nước và khả năng chống tia UV. Điều này mở ra hướng đi mới cho ngành chế biến gỗ.

II. Vấn đề và thách thức trong việc nâng cao tính kỵ nước cho gỗ

Gỗ bồ đề thường bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và tia UV, dẫn đến sự suy giảm chất lượng. Các vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ mà còn làm giảm tuổi thọ của sản phẩm gỗ. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả để cải thiện tính chất này là rất cần thiết.

2.1. Tác động của độ ẩm đến chất lượng gỗ

Độ ẩm cao có thể làm cho gỗ bị nứt, cong vênh và mục nát. Việc cải thiện tính kỵ nước sẽ giúp bảo vệ gỗ khỏi những tác động này.

2.2. Ảnh hưởng của tia UV đến bề mặt gỗ

Tia UV có thể làm phai màu và làm giảm độ bền của gỗ. Nghiên cứu này sẽ tìm cách tăng cường khả năng chống tia UV cho gỗ bồ đề.

III. Phương pháp nghiên cứu nâng cao tính kỵ nước cho gỗ bồ đề

Luận án sử dụng công nghệ phủ ZnO để tạo ra lớp bảo vệ cho gỗ bồ đề. Phương pháp này bao gồm việc tối ưu hóa điều kiện phủ và kiểm tra các tính chất cơ lý của gỗ sau khi phủ. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để đánh giá hiệu quả của lớp phủ này.

3.1. Quy trình phủ ZnO cho gỗ bồ đề

Quy trình phủ ZnO bao gồm các bước chuẩn bị bề mặt gỗ, áp dụng lớp phủ và kiểm tra độ bền của lớp phủ. Điều này đảm bảo rằng lớp phủ đạt được hiệu quả tối ưu.

3.2. Kiểm tra tính chất kỵ nước và chống UV

Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để đo góc tiếp xúc và khả năng chống tia UV của gỗ bồ đề sau khi phủ ZnO. Kết quả sẽ cho thấy hiệu quả của công nghệ này.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy lớp phủ ZnO đã nâng cao đáng kể tính kỵ nước và khả năng chống tia UV cho gỗ bồ đề. Những ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác nhau trong ngành chế biến gỗ.

4.1. Đánh giá hiệu quả của lớp phủ ZnO

Kết quả thí nghiệm cho thấy lớp phủ ZnO giúp giảm thiểu sự thấm nước và tăng cường khả năng chống tia UV cho gỗ bồ đề, từ đó kéo dài tuổi thọ sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong ngành xây dựng và nội thất

Với tính năng cải thiện, gỗ bồ đề phủ ZnO có thể được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và trang trí nội thất, mang lại giá trị kinh tế cao.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Luận án đã chứng minh rằng công nghệ phủ ZnO có thể nâng cao tính kỵ nước và khả năng chống tia UV cho gỗ bồ đề. Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao, mở ra hướng đi mới cho ngành chế biến gỗ tại Việt Nam.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã đạt được mục tiêu đề ra, cung cấp giải pháp hiệu quả cho việc nâng cao chất lượng gỗ bồ đề.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình phủ và mở rộng ứng dụng của công nghệ này cho các loại gỗ khác.