Nghiên cứu ảnh hưởng của nhựa phenol formaldehyde đến tính chất cơ học của gỗ cao su

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Khái quát về gỗ

1.2. Đặc điểm chung và tiềm năng phát triển của gỗ

1.3. Cấu tạo và thành phần hóa học của gỗ

1.4. Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến tính chất cơ học của gỗ

1.5. Một số đặc điểm của gỗ cao su

1.6. Công nghệ biến tính gỗ

1.6.1. Biến tính hóa học

1.6.2. Biến tính nhiệt

1.6.3. Biến tính bằng ngâm tẩm

1.7. Tổng quan nhựa phenol ‒ formaldehyde

1.7.1. Nguyên liệu tổng hợp

1.7.2. Cơ chế phản ứng của nhựa phenol ‒ formaldehyde

1.7.3. Cơ chế đóng rắn của keo PF

1.7.4. Tính chất của nhựa resol PF

1.7.5. Ứng dụng của nhựa PF

1.8. Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu

1.8.1. Đặc điểm công nghệ tổng hợp keo PF tan trong nước

1.8.2. Các phương pháp xác định tính chất vật lý của dung dịch nhựa PF

1.8.3. Phương pháp đánh giá tính chất cơ lý của gỗ

1.8.4. Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy – FTIR)

1.8.5. Phương pháp đo SEM

1.8.6. Phương pháp đo lượng khí formaldehyde phát thải (Formaldehyde Emission – FE) trong gỗ sau biến tính

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ

2.2. Thiết bị thực nghiệm và nghiên cứu

2.3. Phạm vi nghiên cứu của luận văn

2.4. Yếu tố cố định

2.5. Yếu tố thay đổi

2.6. Tính chất kiểm tra

2.7. Quy trình thực nghiệm

2.7.1. Công nghệ tổng hợp keo PF

2.7.2. Quy trình biến tính gỗ

2.8. Phương pháp kiểm tra và đánh giá

2.8.1. Kiểm tra tính chất dung dịch nhựa PF sau khi tổng hợp

2.8.2. Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy – FTIR)

2.8.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope – SEM)

2.8.4. Xác định khối lượng thể tích của gỗ sau biến tính

2.8.5. Xác định độ bền uốn tĩnh (Modulus of Rupture – MOR) và modul đàn hồi (Modulus of Elasticity – MOE)

2.8.6. Xác định độ bền nén dọc thớ (Compressive Strength - CS)

2.8.7. Xác định độ cứng tĩnh

2.8.8. Đo hàm lượng formaldehyde phát thải tự do

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Đánh giá tính chất của nhựa PF sau khi tổng hợp

3.2. Sự thay đổi một số tính chất của gỗ cao su biến tính với nhựa PF

3.2.1. Màu sắc của gỗ biến tính ngâm tẩm

3.2.2. Khối lượng thể tích của gỗ (Density)

3.2.3. Kết quả phân tích quang phổ hồng ngoại FTIR

3.2.4. Kết quả phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM

3.2.5. Ảnh hưởng nồng độ dung dịch PF đến một số tính chất cơ học của gỗ

3.2.5.1. Độ bền uốn tĩnh của gỗ (MOR - Modulus of Rupture) – Modul đàn hồi uốn tĩnh của gỗ (MOE - Modulus of Elasticity)

3.2.5.2. Độ bền nén dọc thớ của gỗ (Compressive Strength – CS)

3.2.5.3. Độ cứng bề mặt của gỗ (Hardness Surface – HS)

3.2.6. Hàm lượng formaldehyde phát thải trong gỗ cao su sau biến tính

3.2.7. Kết quả khảo sát bước sóng hấp thu cực đại của dung dịch phân tích

3.2.8. Xây dựng đường chuẩn dung dịch formaldehyde

3.2.9. Kết quả đo FE

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về nhựa phenol formaldehyde

Nhựa phenol formaldehyde (PF) là một loại nhựa tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế biến gỗ. Nhựa này được tổng hợp từ phenol và formaldehyde, có khả năng tạo ra các liên kết chéo mạnh mẽ, giúp cải thiện tính chất cơ học của vật liệu gỗ. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của nhựa PF đến các tính chất cơ học của gỗ cao su. Việc sử dụng nhựa PF trong biến tính gỗ không chỉ giúp tăng cường độ bền mà còn cải thiện khả năng chống ẩm và chống mối mọt. Theo nghiên cứu, nhựa PF có thể làm tăng độ bền uốn tĩnh (MOR) và modul đàn hồi (MOE) của gỗ cao su lên đến 33,69% và 34,17% so với gỗ đối chứng. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của nhựa PF trong ngành công nghiệp chế biến gỗ, đặc biệt là trong việc sản xuất các sản phẩm gỗ có yêu cầu cao về độ bền và tính ổn định.

II. Tính chất cơ học của gỗ cao su

Gỗ cao su (Hevea brasiliensis) là một loại gỗ có mật độ thấp và độ bền cơ học không cao, thường gặp phải các vấn đề như độ dẻo dai kém và khả năng chịu lực hạn chế. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc biến tính gỗ cao su bằng nhựa PF có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của nó. Các chỉ số như độ bền nén dọc thớ (CS) và độ cứng bề mặt (HS) đều tăng lên đáng kể sau khi ngâm tẩm với nhựa PF. Cụ thể, độ bền nén dọc thớ của gỗ cao su biến tính đạt mức tăng 49,02% so với mẫu gỗ đối chứng. Điều này cho thấy rằng nhựa PF không chỉ cải thiện độ bền mà còn làm tăng khả năng chịu lực của gỗ, mở ra cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu vật liệu có độ bền cao.

III. Phân tích hóa học và cấu trúc của nhựa PF

Phân tích hóa học của nhựa phenol formaldehyde cho thấy sự hình thành các liên kết ngang giữa nhựa và các thành phần hóa học của gỗ. Kết quả từ phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) cho thấy cường độ đỉnh hấp thụ nhóm hydroxyl giảm, chứng tỏ đã có sự tương tác giữa nhựa PF và gỗ. Sự xâm nhập của nhựa vào thành tế bào gỗ được xác nhận qua kính hiển vi điện tử quét (SEM), cho thấy nhựa đã đóng rắn bên trong lòng và thành tế bào gỗ. Điều này không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn làm tăng tính ổn định của gỗ trong môi trường ẩm ướt. Việc hiểu rõ về cơ chế hóa học và cấu trúc của nhựa PF là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình biến tính gỗ, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của gỗ cao su biến tính

Gỗ cao su biến tính bằng nhựa phenol formaldehyde có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo đồ nội thất, sàn gỗ và các sản phẩm gỗ khác. Với tính chất cơ học được cải thiện, sản phẩm gỗ này có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng cao, bao gồm tiêu chuẩn châu Âu E1 về lượng formaldehyde phát thải. Việc sử dụng gỗ cao su biến tính không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế của gỗ mà còn góp phần bảo vệ môi trường nhờ vào việc sử dụng nguyên liệu tái tạo. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc phát triển các sản phẩm gỗ có giá trị cao, đồng thời mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp chế biến gỗ tại Việt Nam.

Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của nhựa phenol formaldehyde đến tính chất cơ học của gỗ cao su