Chương 1 TONG QUAN VAN DE NGHIÊN CUU 1-1, Vai trò của keo UF trong ngành công nghiệp chế biến gỗ Ngày nay, các sản phẩm gỗ được sử dụng rất phổ biển trong đời sống con người. Cùng với sự suy giảm sin lượng gỗ tự nhiên thi các loại vậtliệu gỗ được tạo ra với các tính năng không hé thua kém gỗ tự nhiên ma thậm chí một số loại còn có. tu điểm vượt trội. Để ạo ra được các loại vậtlệu gỗ ấỹ thì không thể không nói đến vai trò của chất kết dính — với tác dụng lầm cho các “Spi” xenlulo liên kết chặt chẽ với nhau, Trong rất nhiều loại chất kết dính được sử dụng cho ngành gỗ thi keo Urea formaldehyde (UF) có tính phổ biển nhất.
Hàng năm, lượng keo UF đùng cho việc sản xuất ván dim (particle board), vin MDF (medium density fiberboard) là. 6 6 và dùng cho việc sin xuất vin dân (plywood) là 23% sản lượng keo UF trên toàn thé giới [67]. Với ưu điểm giá thành rẻ và đặc biệt là khả năng dán đính tuyệt vời, cô thể nói đây li loại keo không thể thiểu trong ngành công nghiệp sản xuất vật liệu gỗ Ngoài những tru điểm kể trên, keo UF tồn tại một số nhược điểm lớn như khả. năng chống âm khá thấp, ming keo tương dối giòn và khả năng phát thải chất formaldehyde ra môi trường bởi việc sử dụng các sản phẩm làm tử vật liệu gỗ.
DE hạn chế những nhược điểm này, công nghệ biển tính keo UF ra đồi với hing loạt các nghiên ci rong và ngodt nước nhằm tăng khả năng chịu ẩm của vin, tăng tính do cho màng keo vã giảm hãm lượng formaldehyde phát thai ra môi trường Tình hình nại cứu ngoài nước 1. Nghiên cứu edu trúc phân tử keo UF Phin ứng tông hợp của keo UF rất phức tạp, nên phương pháp tổng hợp và các thông số có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phản ứng và cau trúc của keo, do đó. vige tiền hành phân tích cấu trúc của keo. kiém soát quá tình phân ứng và cấu trúc vi mô của keo là công trình nghiên cứu rit quan trọng kể từ khi sinh ra keo UF [9] Với sự phát triển nhanh chóng của các máy móc phân tích cấu trúc hiện đại và không ngừng cải tiền tính chất của keo, có sự tiến bộ lớn đổi với việc nghiên cứu và Kiểm soát cầu trúc keo urea-formaldehyde [27, 39], Đồng thi, nghiên cứu quy tinh đồng tấn của keo và cầu trúc của sản phẩm đóng rắn cũng đã được tiến hành xử lý [51], đổi v keo tổng hợp với tỷ moi FLU thấp.
một số học gid chỉ ra rằng có những vùng kết inh tồn tại trong cấu trúc sản phẩm đồng rắn [52]. Một vài năm trở lại đây, ắt nhiễu học giá tién hành phân tích cấu trúc keo urea-formaldehyde thông, qua các thiết bị như: phổ sắc ký pha long, GPC, phd hồng ngoại, 'H NMR, '!C NMR, '*N NMR, nhiệt lượng quét vi sai [72], TEM, SEM, nhiễu xạ tỉa X, hiện nay, ứng dụng chủ đạo nhiều nhất là phổ ing ngoại và cộng hưởng từ hạt nhân. Phân tích phổ hồng ngoại edu trúc của keo Phố hồng ngoại là phương pháp dé mô tả cấu trúc vật chất sơ đổ phổ một rung chuyển động năng lượng quay vòng của phần tir có sự thay đổi trong thai điểm lường cực bằng cách hắp thụ năng lượng ánh sáng hỏng ngoại. Khi phân tử.
hop chất hữu cơ “va cham” với chùm sóng điện từ sẽ hip thụ một năng lượng tương, ứng với bước sóng xác định nào đó của tia tới và không hap thu các chùm tia có bước sóng khác. Nếu ta chiề tiễu chất hữu CỠ một song điện từ với các bước sóng. khác nhau và sau đó xác định xem bước sống nào bị hip thụ, bước sóng nào không, thì chúng ta sẽ có được phổ hip thụ của mẫu đó. Vige sử dụng phé hồng ngoại để phân tích cấu trúc polymer là một phương pháp rit quan trong trong lĩnh vực nghiên cứu về polymer [95], cung cấp thông tin về định tinh, định lượng về tính chất hóa học, cấu trúc có thể được sử dụng cho các: tính chất hóa học của polymer; cầu trúc không gian ba chiều của polymer, đã được: sử dụng rộng rãi tong nghiên cứu để xác định clu trúc và tính chất của polymer "Năm 1956, Bercher [13] sử dụng phổ hồng ngoại truyén thống dé phân tích hệ thống và nghiền cia làm ra phố hồng ngoại của keo UF và sản phẩm sau khi đồng rắn, Sáu độ, vio năm 1981, Myers [49] cũng sử dụng phổ hồng ngoại truyền thống để nghiên cứu phân tích những thay đổi về cấu trúc và độ én định thủy phân trong quá tinh đồng rin keo UF, theo đồ cung cắp cơ sở lý thuyết cho sin xuất keo UF với lượng nhỏ formaldehyde.
Theo sự phát triển của khoa học kỹ thuật, pho hồng ngoại biến đổi Fourier cho quan sắt và thủ được thông tin vi cẫu trúc cia keo tốt hơn. Năm 1988, Jada [36] đã hành nghiên cứu cấu trúc keo ureaformaldchyde 1 phd hing ngoại đổi Fourier (FTIR), ng! cứu cho trong pho hồng ngoại của keo urea-fomialdehyde, định hip thụ mạnh của 3300 1500 em’ được tao ra bởi rung động din hdi bởi nhóm -OH và NH, các đỉnh hấp thu mạnh của 1630- 1600 em và 1530-1600 cm" là sự tạo rung động (va chạm) của dải amit I va, một đỉnh hấp thu rộng và mạnh giữa 1000 và 1110 cm” được tạo ra bởi tác dụng của một nhóm methylol và một liên kt ete 1. Phân tích công hưởng từ hạt nhân của edu trắc keo Công hưởng từ hạt nhân là phương pháp để mô tả cu trúc của vật liệu bằng cách tạo ra một sơ đồ phổ chuyển tiếp cắp ning lượng hạt nhân xoay vòng bằng cách hip thụ năng lượng sóng vô tu én với thời điểm từ hạt nhân đó trong từ trường, Phổ từ hat nhân có thể hiển thị các nhóm ehức khác nhau của keo một tiết, Chiavarini và các cộng sự [I6] đã nghiên cứu quá trình ngưng tụ của keo urea-formaldchyde bằng quang phổ cộng hưởng từ het nhân 'H-NMR, mà Ebdon và Heaton báo cáo lần đầu tiên sử dụng "C-NMR để phân tích cấu trúc keo UF, Rt nhiều nghiên cứu v8 quá trình phản ứng và thay đổi cầu trúc của keo urea- formaldehyde bằng cộng hướng từ hạt nhân NMR [25] [42, 66, 69] cho thấy sự đa dang của cấu trúc keo liên quan chặt chẽ đến quá trình tổng hợp, mẫu chốt để kiểm. xoát điều kiện công nghệ trong công nghiệp tổng hợp là xác định chất lượng và độ lập lại của sản phẩm, nhưng thật không may, hầu hét các phân tích cấu trúc keo urea-formaldehyde không phan ánh tiềm năng thực sự của khoa học thí nghiệm, cung cắp diy đủ lý thuyết cho công nghiệp sin xuất 1.
Bí tink keo urea-formaldehyde thân thiện với môi trường. "Để mo rộng hơn nữa lĩnh vực ứng dung của keo urea-formaldehyde, cải thiện và nắng cao tỉnh ning toàn diện của keo. nghiên cứu theo hướng biển tính keo urea- formaldehyde là một trong những giải pháp hầu hiệu [54] [27, 31]. Với ứng dụng rong rải của keo UF, formaldehyde tự do chứa wong keo it và phát tấn formaldehyde của các loại sản phẩm dán dính trong quá tình sử dụng tiếp theo không gây 6 nhiễm môi trường và sức khỏe con người, vẫn dé về formaldehyde ngày cảng được xã hội chứ trọng nhiều hơn vì nó ảnh hưởng đến site khỏe cộng đồng và hảo vệ môi trường, khơi đậy sự quan tâm ngày cing nhiễu của các nhà nghiên cứu khoa học môi trường và người tiêu dùng, Cho nên, đó là một xu hướng tất yêu để sản xuất và sử dụng sin phẩm phát tấn formaldehyde thấp đảm bio tính năng tổng hợp tốt của keo UF [45] Những nguyên nhân chủ yếu khiến cho formaldehyde phát tán từ các sản phim dân dính như 1.
Monomer formaldehyde không tham gia vào phản ứng trong quá trình tổng hợp còn sét Ia trong keo. Keo sẽ phát tấn formaldehyde trong đu trình đóng rắn [53] [57] 3, Trong quá trình sit dụng các sản phẩm dán dính bị ảnh hướng bởi các môi trường như: axit vi kiểm, ánh sáng, nhiệt độ, độ âm và bị phân hay để phát tín formadchyde 4 Trong môi trường bên ngoài đặc biệt (nh mbit độ cao, 6m cao), sinh rà sự phân hủy của hemieellôie trong gỗ và sự phá hủy của một số liên kết methyony rong lignin tt cả đổi có thể phá ti được formaldehyde Từ giữa thé ky 20 trở lại đây, các nước đã ích cực nghiên cứu và sản xuất keo. UF có độ độc hại thấp cho tới các sản phẩm ván nhân tạo tương ứng, có rat nl nghiên cứu mở rộng Hồng việc làm giảm ô nhiễm không khí tong nhà do formaldehyde phát tn ra Gin 10 năm qua, các nba khoa học và kỹ thuật viên Trung Quốc cũng đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu VỀ việc chế tạo ra keo urea-fomaldehyde ít độc hại, đã áp dụng nhiều biện pháp Khác nhau vi đạt được nhiều hiệu quả tốt, có nhiều phương pháp tốt để giảm formaldehyde gốc tự do tong keo urea-formaldehyde, ching hận như: giảm tỷ lệ moi của FU, thêm chất phụ gia, kiểm soát điều kiện tổng hợp, thêm chất đẺ giữ formaldehyde trong quá tình tổng hợp và khi sử dụng 12, J, Giảm tý lệ mol của urea và formaldehyde Ty lệ mol của EU là thông số quan trọng nhất trong các thông số có ảnh hướng đến tính chất của keo utea-frmaldehyde, tỷ ệ moi nEya(U) căng thp, tì hàm lượng fonmaldehyde tự do trong keo cũng cing thấp, ty nhiên, ỷ lệ mol thấp hơn sẽ dẫn dé nh chất lưu trữ keo và các tính chất Khác kém, tỷ ệ mol thấp cũng sẽ gây ra gol keo [I0, 47], đo đồ, cần điều chỉnh inh hoạt tỷ mol tho điễu kiện tổng hợp và thiét bị |56, 68]. Tuy nhí „ một bằng sáng chế của Mỹ công bổ, tỷ lệ mọi FLU có thể giảm xuống 0,64 trong khi vẫn dim bảo các tính chất cơ bản của keo dat tiêu chuẩn [14], Một bằng sáng chế của Nhật Bản cũng công bé him lượng formaldehyde trong keo được giảm đáng kể khi tỷ lệ mol thấp từ 04-08.
Tỷ lệ dimethylol urea và methylen diurea rong hệ thống keo được kiểm soát trong một phạm vi thích hợp để thu được chất lượng kế tốt và keo có lượng formaldehyde phát tán thấp [I7 He Zhiiang nghiên cứu tổng hợp keo cố ý ệ mol thấp, tổng hợp một loi keo có tỷ lệ mol FLU là 1, các sản phẩm dán dính được sản xuất bằng keo đạt tiêu chuẩn ít độc hại, có thể được sử dụng trục tiếp trong nhà. Nghiên cứu của Cao.