Đang tải... (xem toàn văn)
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm pyrogallic ...................................... 6 Hình 1.2. Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm pyrocatechin ................................. 7 Hình 1.3. Acacia cavenia ............................................................................................. 12 Hình 1.4. Acacia constricta .......................................................................................... 12 Hình 1.5. Acacia auriculiformis .................................................................................. 13 Hình 1.6. Acacia mangium .......................................................................................... 13 Hình 1.7. Acacia catechu ............................................................................................. 13 Hình 1.8. Acacia farnesiana ......................................................................................... 13 Hình 1.9. Acacia homalophylla ................................................................................... 14 Hình 1.10. Acacia formosa .......................................................................................... 14 Hình 1.11. Hoa cây keo lá tràm ................................................................................. 15 Hình 1.12. Rừng tràm ................................................................................................. 15 Hình 1.13. Hoa keo tai tượng .................................................................................... 17 Hình 1.14. Thân cây keo tai tượng ............................................................................ 17 Hình 1.15. Cây keo lai giống ....................................................................................... 20 Hình 1.16. Ván venner ................................................................................................. 24 Hình 1.17. Ván PB ....................................................................................................... 24 Hình 1.18. Ván MFC ................................................................................................... 25 Hình 1.19. Ván HDF .................................................................................................... 26 Hình 1.20. Ván PW ...................................................................................................... 27 Hình 1.22. Ván MDF ................................................................................................... 30 Hình 2.1. Bột vỏ cây keo lá tràm ................................................................................ 35 Hình 2.2. Bột vỏ cây keo lai ....................................................................................... 35 Hình 2.3. Bột vỏ cây keo tai tượng............................................................................35 Hình 2.5. Bộ dụng cụ, thiết bị tổng hợp keo tanin – hexamin .................................... 41 Hình 2.7. pH kế ............................................................................................................ 44 Hình 2.8. Nhớt kế ......................................................................................................... 44 Hình 2.9. Khuôn tạo tấm MDF ................................................................................... 45 Hình 2.10. Khuôn tạo tấm MDF đo ứng suất ............................................................. 45 Hình 2.11. Máy ép nhiệt .............................................................................................. 46 Hình 2.13. Máy đo độ bền uốn và độ bền kéo của tấm MDF ..................................... 46 Hình 2.15. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét SEM ..................................................... 48 Hình 3.1. Dụng cụ chiết tanin rắn ................................................................................ 51 Hình 3.2. Tanin rắn ...................................................................................................... 51 Hình 3.3. Phổ hồng ngoại IR của mẫu tanin rắn ......................................................... 51 Hình 3.4. Ảnh hưởng của mhexamin đến độ nhớt của keo .............................................. 52 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian ............................................................................. 53 Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ .............................................................................. 54 Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH ....................................................................................... 55 Hình 3.8. Ảnh hưởng của xúc tác kẽm axetat ............................................................ 56 Hình 3.11. Phổ hồng ngoại IR của keo tanin – hexamin ............................................ 57 Hình 3.13. Tấm MDF .................................................................................................. 59 Hình 3.14. Tấm MDF đo độ bền uốn ....................................................................... 59 Hình 3.15. Tấm MDF đo độ bền kéo........................................................................... 59 Hình 3.16. Ảnh hưởng của hàm lượng keo đến độ bền uốn ....................................... 61 Hình 3.17. Ảnh hưởng của hàm lượng keo đến độ bền kéo ....................................... 61 Hình 3.18. Mẫu 1 (15% keo) ..................................................................................... 62 Hình 3.19. Mẫu 2 (20% keo) ....................................................................................... 62 Hình 3.20. Mẫu 3 (25% keo) ................................................................................... 63 Hình 3.21. Mẫu 4 (30% keo) ..............................................................................
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Thị Phượng Lớp: 12SHH Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp keo dán gỗ tannin – hexamin tạo ép MDF từ nguồn tanin vỏ số loại keo Quảng Nam Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: Nguyên liệu: - Vỏ số loài keo gồm keo tràm, keo tai tượng keo lai thu thập từ khu rừng khu vực xã Đại Hiệp, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam - Bột gỗ Hóa chất: - Nước cất - Natri sunfit Na2SO3 - Axit oxalic HOOC–COOH - Dung dịch FeCl3 - Kẽm axetat (CH3COO)2Zn - Hexamin C6H12N4 - Clorofom CHCl3 - Dung dịch NaOH 1M Dụng cụ: - Bình cầu cổ 500 ml - Sinh hàn ruột gà - Bếp cách thủy, bếp điện - Phễu chiết - Nhiệt kế, quay cất chân không - Máy đo pH, nhiệt kế - Phễu chiết - Bình định mức 250ml, 1000ml - Bếp điện - Pipet 10ml, 2ml - Nhớt kế - Cân phân tích điện tử - Nhiệt kế 1000 - Phễu thuỷ tinh + giấy lọc - Tủ sấy, lò nung - Bình tam giác 250 ml - Bếp đun cách thủy - Bình hút ẩm - Máy hút chân không - Cốc thuỷ tinh loại 100 ml, 500 ml, 1000 ml Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp keo tanin – hexamin từ nguồn tanin vỏ loại keo Quảng Nam ứng dụng chế tạo ép MDF Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS Lê Tự Hải Ngày giao đề tài: Ngày 18 tháng 12 năm 2015 Ngày hoàn thành: Ngày 20 tháng năm 2016 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ, tên) (Ký ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho khoa ngày….tháng… năm …… Kết điểm đánh giá: Ngày… tháng… năm … CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ, tên) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Lê Tự Hải tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu hoàn thành khóa luận Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Hóa Học – trường Đại Học Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu trình học không tảng cho trình nghiên cứu khóa luận mà hành trang quí báu để em bước vào đời cách vững tự tin Em xin cảm ơn anh chị, bạn đơn vị đo mẫu thí nghiệm tạo điều kiện thuận lợi hợp tác giúp đỡ em trình làm thực nghiệm Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực nghiên cứu khoa học, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do việc mắc phải sai sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn để báo cáo em hoàn thiện Cuối em xin kính chúc quý thầy cô bạn dồi sức khỏe ! Trân trọng ! Đà Nẵng, ngày 28 tháng 04 năm 2016 Sinh viên thực Trương Thị Phượng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tần số dao động số nhóm chức hữu 32 Bảng 3.1 Độ ẩm mẫu bột vỏ loại keo 50 Bảng 3.2 Hàm lượng tro mẫu bột vỏ loại keo 50 Bảng 3.3 Tần số loại dao động phổ hồng ngoại tanin rắn 52 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ mtanin : mhexamin đến độ nhớt keo 52 Bảng 3.5 Ảnh hưởng yếu tố thời gian đến độ nhớt keo 53 Bảng 3.6 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ 54 Bảng 3.7 Ảnh hưởng yếu tố Ph 55 Bảng 3.8 Ảnh hưởng lượng (CH3COO)2Zn đến khả tạo keo 56 Bảng 3.9 Tần số loại dao động phổ hồng ngoại keo tanin – hexamin 57 Bảng 3.10 Kết tính chất keo tanin – hexamin 58 Bảng 3.11 Ảnh hưởng hàm lượng keo đến độ bền uốn độ bền kéo MDF 60 Bảng 3.12 Độ trương nở MDF 63 DANH MỤC SƠ ĐỒ Hình 1.21 Sơ đồ tạo MDF theo quy trình khô 29 Hình 2.4 Sơ đồ tách tanin rắn 40 Hình 2.6 Sơ đồ tổng hợp keo tanin – hexamin 42 Hình 2.12 Sơ đồ quy trình tạo ép MDF 46 Hình 2.14 Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét SEM 48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc số loại tanin thuộc nhóm pyrogallic Hình 1.2 Cấu trúc số loại tanin thuộc nhóm pyrocatechin Hình 1.3 Acacia cavenia 12 Hình 1.4 Acacia constricta 12 Hình 1.5 Acacia auriculiformis 13 Hình 1.6 Acacia mangium 13 Hình 1.7 Acacia catechu 13 Hình 1.8 Acacia farnesiana 13 Hình 1.9 Acacia homalophylla 14 Hình 1.10 Acacia formosa 14 Hình 1.11 Hoa keo tràm 15 Hình 1.12 Rừng tràm 15 Hình 1.13 Hoa keo tai tượng 17 Hình 1.14 Thân keo tai tượng 17 Hình 1.15 Cây keo lai giống 20 Hình 1.16 Ván venner 24 Hình 1.17 Ván PB 24 Hình 1.18 Ván MFC 25 Hình 1.19 Ván HDF 26 Hình 1.20 Ván PW 27 Hình 1.22 Ván MDF 30 Hình 2.1 Bột vỏ keo tràm 35 Hình 2.2 Bột vỏ keo lai 35 Hình 2.3 Bột vỏ keo tai tượng 35 Hình 2.5 Bộ dụng cụ, thiết bị tổng hợp keo tanin – hexamin 41 Hình 2.7 pH kế 44 Hình 2.8 Nhớt kế 44 Hình 2.9 Khuôn tạo MDF 45 Hình 2.10 Khuôn tạo MDF đo ứng suất 45 Hình 2.11 Máy ép nhiệt 46 Hình 2.13 Máy đo độ bền uốn độ bền kéo MDF 46 Hình 2.15 Thiết bị kính hiển vi điện tử quét SEM 48 Hình 3.1 Dụng cụ chiết tanin rắn 51 Hình 3.2 Tanin rắn 51 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại IR mẫu tanin rắn 51 Hình 3.4 Ảnh hưởng mhexamin đến độ nhớt keo 52 Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian 53 Hình 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 54 Hình 3.7 Ảnh hưởng pH 55 Hình 3.8 Ảnh hưởng xúc tác kẽm axetat 56 Hình 3.11 Phổ hồng ngoại IR keo tanin – hexamin 57 Hình 3.13 Tấm MDF 59 Hình 3.14 Tấm MDF đo độ bền uốn 59 Hình 3.15 Tấm MDF đo độ bền kéo 59 Hình 3.16 Ảnh hưởng hàm lượng keo đến độ bền uốn 61 Hình 3.17 Ảnh hưởng hàm lượng keo đến độ bền kéo 61 Hình 3.18 Mẫu (15% keo) 62 Hình 3.19 Mẫu (20% keo) 62 Hình 3.20 Mẫu (25% keo) 63 Hình 3.21 Mẫu (30% keo) 63 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, rừng tự nhiên trải qua nhiều thiên tai, thu hẹp diện tích trồng bị người tàn phá trở nên kiệt quệ, không đủ nguồn nguyên liệu để đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ tự nhiên người Vì vậy, ngày người nghiên cứu sử dụng, sản xuất ván nhân tạo, ngành công nghiệp sản xuất ván sợi đặc biệt ván ép MDF đời đáp ứng yêu cầu Ván ép MDF ứng dụng nhiều ngành sản xuất nói chung nội thất văn phòng nói riêng Nó có khả thay gỗ tự nhiên với ưu điểm độ bám sơn, vecni cao sơn nhiều màu tạo đa dạng phong phú màu sắc cho sản phẩm Nghiên cứu MDF cho thấy thải formanđehit trình sử dụng cao Formanđehit keo có khả viêm da, xâm nhập vào đường hô hấp Hàm lượng formanđehit cao làm suy giảm hệ miễn dịch chí gây tử vong chuyển hóa thành axit fomic máu gây thở nhanh thở gấp, hạ nhiệt hôn mê Và điều đáng nói thể người chế đào thải formanđehit Do yêu cầu nghiên cứu loại keo dán gỗ thân thiện với môi trường an toàn cho người sử dụng Tanin chất thay tốt cho phenol việc tạo hợp chất keo tanin – hexamin Tanin hợp chất có nhiều rễ, quả, hạt thân loại thực vật như: keo, thông, điều, sồi, tre… đặc biệt vỏ keo chứa hàm lượng tanin lớn Các loài keo trồng nhiều nơi có loại keo tràm, keo tai tượng, keo lai chủ yếu sử dụng để lấy gỗ Vỏ loại thường bị bỏ dùng làm củi đốt Ngoài số nhà máy sản xuất nguyên liệu bột giấy từ loại keo bỏ lượng vỏ lớn chứa tanin Vì vậy, việc nghiên cứu, chiết tách tanin từ vỏ loại keo có ý nghĩa quan trọng mặt khoa học thực tiễn Một mặt tổng hợp loại keo dán có giá thành rẻ từ nguồn nguyên liệu có sẵn tự nhiên, có khả tái tạo sử dụng ngành công nghiệp chế tạo MDF thân thiện môi trường Mặt khác đáp ứng phần nhu cầu sử dụng loại keo dán cho ngành sản xuất ván gỗ ép, ngành có liên quan đến keo dán khác mà thực tế phải nhập loại keo dán gỗ từ nước Với mong muốn nghiên cứu ứng dụng vỏ keo công nghiệp ván ép chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp keo dán gỗ tanin – hexamin tạo ép MDF từ nguồn tanin vỏ số loại keo Quảng Nam” để làm luận văn tốt nghiệp với mong muốn tìm hiểu thêm khả sử dụng sản phẩm có sẵn tự nhiên địa phương Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tƣợng Vỏ keo lấy từ loại keo: Keo tràm, keo tai tượng keo lai khu vực xã Đại Hiệp, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam 2.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu quy trình chiết tách tanin, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo keo tanin – hexamin, ứng dụng tạo ván ép MDF Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu + Tách tanin rắn từ nguyên liệu + Tổng hợp tìm điều kiện tối ưu cho trình tạo keo tanin – hexamin + Xác định tính chất hóa lý keo tanin – hexamin + Ứng dụng keo dán gỗ tanin – hexamin tạo ván ép MDF + Xác định tiêu ván ép tạo từ keo tanin – hexamin 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp keo tanin – hexamin từ nguồn tanin vỏ loại keo Quảng Nam ứng dụng chế tạo ép MDF Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết Tổng quan phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh thái loại keo, tính chất lý hóa học ứng dụng tanin, phương pháp chiết tách hợp chất hữu cơ, phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất hữu Tổng quan lý thuyết công nghệ tạo ván ép MDF 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp phân tích định tính: xác định màu sắc, mùi vị, trạng thái… dịch chiết sản phẩm tanin, keo tanin – hexamin Phương pháp khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết tách tanin, phương pháp phân tích định lượng xác định hàm lượng tanin Phương pháp đo phổ IR, phương pháp xử lý số liệu xác định cấu trúc tanin, keo tanin – hexamin Xác định tính chất hóa lý keo tanin – hexamin, tiêu ván ép từ keo tanin – hexamin Cấu trúc luận văn Nội dung luận văn gồm chương: Chƣơng 1: Tổng quan lý thuyết Chƣơng 2: Nguyên liệu phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết thảo luận 10 11 12 13 14 Thời gian chảy (s) 2157 2205 2221 1726 1331 Độ nhớt (cSt) 2588.4 2646 2665.2 2071.2 1597.2 pH Hình 3.7 Ảnh hưởng pH Ta thấy pH =12 keo có độ nhớt lớn Vậy điều kiện tối ưu pH = 12 Môi trường kiềm thuận lợi cho việc tạo keo, lượng keo tạo thành nhiều làm độ nhớt tăng Khi pH tăng khả tạo keo tăng phản ứng tạo keo xảy môi trường kiềm, nên pH tăng phản ứng dễ xảy ra, tạo lượng keo lớn, làm tăng độ nhớt keo tanin – hexamin tổng hợp Tuy nhiên pH>12, nhóm phenolic, hydroxyl bị oxi hóa nên phản ứng tạo keo bị hạn chế làm giảm độ nhớt keo Như chọn pH=12 giá trị pH tối ưu cho trình tổng hợp keo tanin – hexamin 3.3.5 Ảnh hƣởng xúc tác kẽm axetat (CH3COO)2Zn Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng xúc tác kẽm axetat đến độ nhớt keo tanin – hexamin tổng hợp với điều kiện tối ưu tỉ lệ khối lượng mtanin:mhexamin 3g : 3g, thời gian 3h, nhiệt độ 800C pH 12 ta tiến hành khảo sát khối lượng (CH3COO)2Zn 0.05g, 0.1g, 0.2g, 0.3g, 0.4g đến khả tạo keo Kết thu thể bảng 3.8 hình 3.8 Bảng 3.8 Ảnh hưởng củ ượng (CH3COO)2Zn đến khả ạo keo m (CH3COO)2Zn 0.05 g 0.1 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g Thời gian chảy (s) 2291 2982 2540 2260 1164 Độ nhớt (cSt) 2749.2 3578.4 3048 2712 1396.8 Hình 3.8 Ảnh hưởng xúc tác kẽm axetat Kết nghiên cứu cho thấy xúc tác kẽm axetat ảnh hưởng lớn đến trình tổng hợp keo Khi tăng lượng kẽm axetat (CH3COO)2Zn lên độ nhớt tăng lên, đến khối lượng 0.1 gam độ nhớt cực đại Nên lượng (CH3COO)2Zn tối ưu 0.1 g Có thể ion kim loại nặng Zn2+ đóng vai trò xúc tác cho trình tổng hợp keo tanin – hexamin dạng [Zn(OH)4]2-, nên tăng lượng (CH3COO)2Zn vào dung dịch từ 0.05 g lên 0.1 g độ nhớt keo tanin – hexamin tăng với tăng nồng độ anion [Zn(OH)4]2- Nhưng tiếp tục tăng lượng (CH3COO)2Zn vào dung dịch lên 0.1 g thấy độ nhớt keo tanin – hexamin giảm đáng kể, lúc Zn dung dịch không nằm dạng [Zn(OH)4]2- mà chuyển dần sang dạng kết tủa Zn(OH)2 lắng xuống đáy làm giảm độ nhớt dung dịch keo đem đo Kết luận: Điều kiện tối ưu cho trình tổng hợp keo tanin – hexamin là: - Thời gian đun 3h - Nhiệt độ 800C - Tỉ lệ khối lượng tanin : khối lượng hexamin = 3g : 3g - pH = 12 - Xúc tác kẽm axetat (CH3COO)2Zn 0.1g 3.4 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA KEO TANIN – HEXAMIN 3.4.1 Trạng thái vật lý phổ hồng ngoại keo Keo tanin – hexamin tổng hợp có màu đen sẫm dạng keo hình 3.9, đem mẫu chụp phổ hồng ngoại IR thu kết hình 3.10 Hình 3.9 Keo tanin – hexamin Hình 3.10 Keo dạng rắn Mẫu keo tanin – hexamin đo phổ hồng ngoại IR kết thể hình 3.11 Hình 3.11 Phổ hồng ngoại IR keo tanin – hexamin Từ phổ hồng ngoại sản phẩm ta thấy có nhóm đặc trưng thể bảng 3.9 Bảng 3.9 Tần số loại d o động phổ hồng ngoại keo tanin – hexamin Số sóng, cm-1 Loại dao động Số sóng, cm-1 3451 -OH(ht) 1238 C-O (ht) 1636 C=O (ht) 1011 C-O (ht) 1388 CH2 (bd) 687 -NH- Loại dao động Như vậy, chứng tỏ sản phẩm keo có nhóm –OH, –NH–, –CH2– methylene, nhóm methylol -CH2OH, cầu nối -CH2OCH2 keo Các kết phân tích phổ cho thấy phản ứng tanin với hexamin có xuất dao động cầu nối methylen Vậy keo tanin – hexamin tổng hợp có nhóm chức phù hợp với công thức công bố 3.4.2 Hàm lƣợng rắn Hàm lượng rắn keo 38.825% 3.4.3 Độ nhớt dung dịch keo Độ nhớt dung dịch keo 3578.4 (cSt) 3.4.4 pH pH keo đo 12 3.4.5 Tỉ trọng Tỷ trọng keo đo 1.302 (g/cm3) 3.4.6 Thời gian gel hóa Thời gian gel hóa 1.36 Các tính chất đặc trưng keo xác định trình bày bảng 3.10 Bảng 3.10 Kết tính chất keo tanin – hexamin Hàm lƣợng rắn (%) Độ nhớt (cSt) 38.825 3578.4 pH 12 Tỉ trọng (g/cm3) 1.302 Thời gian gel hóa (h) 1.36 3.5 NGHIÊN CỨU TẠO TẤM MDF Hòa tan m (g) keo, 10g hexamin, 10g axit oxalic, 50g bột gỗ sàng lọc vào cốc chứa 100ml nước cất, ngâm 48h, lấy sấy khô 70oC 12h nhằm loại bỏ nước Mẫu ép thành phẩm thu hình 3.13 Tiến hành tạo MDF với tỉ lệ bột gỗ: keo 15%, 20%, 25%, 30% Để nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng keo đến độ bền uốn độ bền kéo MDF tiến hành đo độ bền uốn (ứng suất uốn gãy), độ bền kéo gãy (ứng suất kéo đứt) MDF Hình 3.13 Tấm MDF 3.5.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng keo đến độ bền uốn độ bền kéo MDF Tạo MDF đo độ bền uốn, MDF đo độ bền keo hình 3.14, 3.15 Hình 3.14 Tấm đo độ bền uốn Hình 3.15 Tấm đo độ bền kéo + Đo độ bền uốn vật liệu - Ứng suất uốn gãy: ứng suất uốn đo thời điểm vật liệu bị gãy - Ứng suất uốn gãy tính theo công thức: U Với 3LFmax 2bh b: chiều rộng mẫu (23 mm) h: độ dày mẫu (11 mm) Fmax: tải trọng thời điểm mẫu bị uốn gãy (N) l: chiều dài gối đỡ (64 mm) F h l b + Đo độ bền kéo vật liệu - Ứng suất kéo căng: tải trọng kéo căng cho đơn vị diện tích mặt cắt ngang, xác định vị trí có diện tích mặt cắt ngang bé - Ứng suất kéo tính theo công thức: K Với Fmax bh b: chiều rộng mẫu (19 mm) h: độ dày mẫu (4.2 mm) Fmax: lực kéo cực đại tác dụng lên mẫu thời điểm gãy (N) F h b Kết thu thể bảng 3.11 Bảng 3.11 Ảnh hưởng củ hàm ượng k o đến độ bền uốn độ bền kéo MDF % Keo tanin Lực uốn Ứng suất uốn Lực kéo đứt Ứng suất kéo – hexamin gãy (N) (MPa) (N) (MPa) 15 382.08 13.18 197.11 2.47 20 476.29 16.43 716.60 8.98 25 334.54 11.54 582.54 7.30 30 133.64 4.61 260.95 3.27 Như vậy, độ bền uốn độ bền kéo MDF đạt tối ưu hàm lượng keo 20% Kết thu sau đo ảnh hưởng hàm lượng keo đến độ bền uốn độ bền kéo MDF biểu diễn hình 3.16 3.17 Hình 3.16 Ảnh hưởng củ hàm ượng k o đến độ bền uốn Hình 3.17 Ảnh hưởng củ hàm ượng k o đến độ bền kéo Dưới tác dụng điều kiện ép (nhiệt độ, thời gian, ) hạt keo phủ lên bột gỗ chúng kết hợp với tạo khối composit hoàn chỉnh độ bền mẫu MDF giải thích theo chế: tạo lớp keo định hướng, hình thành “pha liên tục” gỗ - keo Khi hàm lượng keo thấp, hàm lượng bột gỗ cao keo không đủ để bao phủ thấm sâu vào hạt gỗ, hạt gỗ dư nhiều nên không hình thành pha liên tục gỗ – keo, hạt gỗ dư hình thành nên pha riêng biệt phá vỡ cấu trúc đồng hệ gỗ – keo tạo thành vết nứt chỗ xung yếu dễ làm cho MDF bị phá hủy Khi tăng hàm lượng keo lên keo thấm ướt dần vào hạt gỗ, tạo lớp keo định hướng đồng với hạt gỗ hệ thống, lúc tồn “pha liên tục” keo - bột gỗ toàn khối vật liệu Do tác dụng ngoại lực ứng suất phân bố toàn khối mẫu MDF, nên độ bền học mẫu thu lớn tỉ lệ keo 20% Tại giá trị tối ưu này, tiếp tục tăng hàm lượng keo lên lúc hạt keo dư không đóng vai trò lớp keo định hướng mà hình thành nên pha riêng biệt phá vỡ cấu trúc đồng hệ gỗ keo tanin – hexamin nên độ bền mẫu lúc lại giảm, mẫu bị phá hủy tác dụng ngoại lực thấp Do độ bền học mẫu MDF giảm Các kết đo độ bền học thu MDF với bột gỗ sau: Tấm ép với chiều rộng 23mm, độ dày mẫu 11mm chịu độ bền uốn tốt 20% với lực uốn gãy 476.29N ứng với ứng suất uốn δu = 16.43 MPa, ép với chiều rộng 19mm, độ dày mẫu 4.2mm chịu lực kéo tốt 20% với lực kéo đứt 716.60N ứng với ứng suất kéo δk = 8.98 MPa 3.5.2 Cấu trúc tế vi MDF (chụp SEM) Sau đo ứng suất kéo ứng suất uốn xong, mẫu MDF chụp SEM, kết hình 3.18, 3.19, 3.20, 3.21: Hình 3.18 Mẫu (15% keo) Hình 3.19 Mẫu (20% keo) Hình 3.20 Mẫu (25% keo) Hình 3.21 Mẫu (30% keo) Kết chụp SEM cho thấy mẫu MDF 20% keo tanin– hexamin có tương thích keo bột gỗ Bên cạnh cấu trúc đồng hệ gỗ – keo bị phá vỡ thiếu keo MDF 15% keo tanin – hexamin Mẫu 25%, 30% lượng keo nhiều tương hợp giảm có xuất khe nứt, nguyên nhân keo có tượng vốn cục nên giảm tương hợp keo bột gỗ 3.5.3 Đo độ trƣơng nở MDF thành phẩm Sau ngâm mẫu MDF (hàm lượng keo tối ưu 20%) 24h lấy lau khô nước đo kích thước ta thu bảng 3.12 Bảng 3.12 Độ rương nở MDF Đơn vị tính (mm) Kích thƣớc trƣớc Kích thƣớc sau Độ trƣơng nở ngâm (x1) ngâm (x2) (%) Chiều dài 40.00 40.15 0.375% Chiều rộng 19.00 19.11 0.579% Độ dày 4.20 4.39 4.524% Đã xác định độ trương nở MDF thành phẩm sau ngâm chiều dài trung bình 0.375%, độ trương nở chiều rộng 0.579% Còn độ trương nở độ dày trung bình 4.524% Độ trương nở khả gỗ tăng kích thước thể tích hút nước vào thành tế bào Kết thu cho thấy MDF sau ép nhiệt độ cao độ hút nước gỗ tương đối nhỏ (dưới 5%), phù hợp với thay đổi kích thước MDF công nghiệp với chiều dài tiêu chuẩn 0.1 0.8%, chiều rộng 5%, độ dày 12% Do MDF thành phẩm chịu môi trường độ ẩm không khí tương đối sản xuất quy mô công nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, cho phép đưa số kết luận: a Mẫu bột vỏ loại keo nghiên cứu có hàm lượng tro 11.646% độ ẩm 8.7 % Xác định số nhóm chức đặc trưng tanin qua phổ IR b Đã tìm điều kiện tối ưu cho trình tổng hợp keo tanin – hexamin thời gian đun 3h, nhiệt độ tổng hợp 800C, tỉ lệ khối lượng tanin : khối lượng hexamin (3g : 3g) tương ứng với tỉ lệ 1:1, xúc tác kẽm axetat (CH3COO)2Zn 0.1 g pH = 12 c Đã xác định tính chất keo tanin – hexamin: - Một số nhóm chức đặc trưng qua phổ IR - Khoảng bền nhiệt keo dựa theo kết phân tích nhiệt DTA/TGA - Tính chất keo: keo sản phẩm có tính chất hàm lượng rắn 38.825%, độ nhớt 3578.4cSt, pH = 12, tỉ trọng 1.302 g/cm3, thời gian gel hóa 1.36 d Đã khảo sát khả ứng dụng keo tanin–hexamin tạo MDF với bột gỗ: + Tấm ép với chiều rộng 23mm, độ dày mẫu 11mm chịu độ bền uốn tốt 20% với lực uốn gãy 476.29N ứng với ứng suất uốn 16.43 MPa, ép với chiều rộng 19mm, độ dày mẫu 4.2mm chịu lực kéo tốt 20% với lực kéo đứt 716.60N ứng với ứng suất kéo 8.98 MPa + Cấu trúc tế vi ép MDF với tỉ lệ keo 20% có tương hợp bột gỗ keo + Độ trương nở chiều dài trung bình 0.375%, độ trương nở chiều rộng 0.579% Độ trương nở độ dày trung bình 4.524% KIẾN NGHỊ -Tiếp tục nghiên cứu thay hexamin hợp chất tương tự - Thay bột gỗ vỏ trấu - Tiếp tục nghiên cứu thêm độ bền tia UV MDF - Khảo sát yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng MDF nhiệt độ ép, thời gian ép, chất độn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Thế Anh (2008), Kỹ thuật sản xuất chất dẻo, Đại học Đà Nẵng [2] Hoàng Minh Châu (2002), hóa học phân tích, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Trần Vĩnh Diệu cộng (2007), “Nghiên cứu chế tạo ép MDF sở sợi tre phế liệu nhựa phenol – ure – formaldehyde”, Tạp chí hóa học, Trang 104 – 110 [4] Đoàn Văn Dương (2015), Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến trình tạo keo tanin - glyoxal từ nguồn vỏ keo tràm thử ứng dụng keo sản phẩm, Luận văn thạc sĩ hóa học hữu cơ, trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng [5] Vy Thị Hồng Giang (2009), Nghiên cứu tổng hợp keo polyphenol formaldehyde từ nguồn po ph no tách từ vỏ keo tràm, Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – chuyên ngành Hóa hữu cơ, Đại học Đà Nẵng [6] Nguyễn Văn Khôi (2006), Keo dán hóa học công nghệ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [7] Nguyễn Thị Thu Lan (2007), Bài giảng hóa học hợp chất thiên nhiên, Khoa Hóa, Đại học Khoa học, Đại học Huế, Lưu hành nội [8] Dư Thị Ánh Liên (2009), Nghiên cứu chiết tách hợp chất tanin từ vỏ thông Caribe ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim oại, Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – chuyên ngành Hóa hữu cơ, Đại học Đà Nẵng [9] Phan Kế Lộc (1973), “Danh mục loài thực vật chứa tannin miền BắcViệt Nam”, Tập san sinh vậ địa học, Tập 10, Số 1, [10] Đỗ Tất Lợi (1970), ược học vị thuốc Việt Nam- tập1, NXB Y học Thể dục thể thao [11] Từ Văn Mặc (2003), Phân tích hóa lý – Phương ph p phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [12] Huỳnh Đại Phú (2005), ướng dẫn thí nghiệm hóa học polyme, NXB ĐHQG Hồ Chí Minh [13] Hoàng Thị San (1986), Phân loại thực vật, tập 1, NXB Giáo dục [14] Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại (1998), hóa học hữ ơ, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [15] Nguyễn Minh Thảo (1998), Hóa học hợp chất dị vòng, NXB Giáo Dục [16] Trần Bích Thủy, Tống Văn Hằng, Nguyễn Vĩnh Trị (1989), ĐHBK TpHCM, “Nghiên cứu trình trích ly tannin từ vỏ đước”, Tạp chí hóa học, tập 27, số [17] PGS.TS Thái Doãn Tĩnh (2006), hóa học hữ – tập 3, NXB Giáo dục [18] PGS.TS Thái Doãn Tĩnh (2005), Hóa học hợp chất cao phân tử, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [19] Nguyễn Quốc Tín, Phạm Lê Dũng (1985), Keo dán, NXB khoa học kĩ thuật, Hà Nội [20] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương ph p phân í h ật lý hóa lý -tập1, NXB Khoa học Kỹ thuật [21] Phan Chi Uyên cộng (2011), “Nghiên ứu tổng hợp keo Polyphenol – formaldehyde từ nguồn polyphenol vỏ hông”, Tạp chí Khoa học công nghệ-Đại học Đà Nẵng số 49, trang 5-10 [22] Bùi Xuân Vững (2009), Bài giảng Phương ph p phân í h ông ụ, Tài liệu lưu hành nội Tiếng Anh [23] Anthony D Covington (1997), Modern tanning chemistry, British School of leather Technology, Nene College of Higher Education, Boughton Green Road, Moulton Park, Northampton, UK NN2 7AL [24] Eldoma, A and Awang, K (1999), Site adaptability of Acacia mangium, Acacia auliculiformis, Acacia crassicarpa and Acacia aulacocarpa, APAFRI Publication Series No Asia Pacific Association of Forestry Research Institutions, Kuala Lumpur, Malaysia [25] Forest Starr, Kim Starr, and Lloyd Loope (2003), Acacia auriculiformis, United States Geological Survey - Biological Resources Division Haleakala Field Station, Maui, Hawai'I [26] Haruni Krisnawati Maarit Kallio Markku Kanninen (2011), Acacia mangium Willd Ecology, silviculture and productivity, Bogor, Indonesia [27] Jingge Li,1 BE(ChEng), MSCENZ (1998), “Commercial production of tannins from radiata pine bark for wood adhesives”, r n p d n, BSc(For Hons), MNZIF, MFIEA, IPENZ Transactions, Vol 25, No 1/EMCh, [28] Cristina Pena Koro De la Caba J.M.Êcheverria and I.Mondragon (2009), Mimosa and chestnut tannin extracts reacted with hexamine in solution, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol 96, 515–521 [29] P Schofield, D.M Mbugua, A.N Pell, Department of animal science, 325 Morrison Hall, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA (2008), “Analysis of condensed tannins: a review”, Proceedings of the 51st International Convention of Society of Wood Science and Technology, November 10-12, Concepción, CHILE Websites [30] http://en.wikipedia.org/wiki/Medium-density_fibreboard [31] http://en.wikipedia.org/wiki/Tannin [32] http://vafs.gov.vn/vn/2014/06/ky-thuat-trong-keo-lai [33] http://vafs.gov.vn/vn/2014/06/ky-thuat-trong-keo-tai-tuong [34] https://vi.wikipedia.org/wiki/K%C3%ADnh_hi%E1%BB%83n_vi_%C4%91i %E1%BB%87n_t%E1%BB%AD_qu%C3%A9t [...]... dán mà một hoặc cả hai mặt dán là gỗ thì bản chất gỗ quyết định việc chọn loại keo dán và cách dán Loại keo đó gọi là keo dán gỗ Rất nhiều loại nhựa và hầu hết các hợp chất tạo màng đều có thể hoạt động như keo dán gỗ Do độ bền của sản phẩm phụ thuộc vào độ bền của keo dán sử dụng, vì thế đòi hỏi phải chọn loại keo dán phù hợp cho mỗi ứng dụng nhất định và giá thành phải hợp lý Yêu cầu nữa là keo dán. .. phù hợp Keo dán gỗ có ba loại chính: - Loại dán gỗ thuần túy dùng cho gỗ dán và các ứng dụng làm bóng - Loại dùng cho dán gỗ hỗn hợp như gỗ/ kim loại, gỗ/ nhựa… - Loại dùng cho các mục đích chung Keo dán gỗ thuần túy được xác định theo nhiều cách khác nhau như thành phần hóa học, các yêu cầu xử lí… Tuy nhiên, trên quan điểm người sử dụng thì chỉ số bền là quan trọng nhất Theo đó, các keo dán được phân loại. .. cồn Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm galotanin được trình bày ở hình 1.1 O O OH OH G= HO OH OH OH OH β – Axit galic G là este của axit gallic G OH O G O OH O HO G O O O G O OH O Naringenin G –1 ,2,2,3,6–pentagaloyl–O–D–glucozo G O G O O HO G O OH O O G OH O OH G –1 ,2,2,3,6–pentagaloyl–O–D–glucozo este của axit gallic Hình 1.1 Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm pyrogallic Nhóm 2: Tanin không... TỔNG HỢP KEO TANIN – HEXAMIN [6], [18], [19], [28] Phản ứng của hexamin với tanin trong dung dịch được phân tích bởi các nhà khoa học Pháp Pizzi và các cộng sự Phản ứng tạo thành keo tanin – hexamin như sau: OH OH OH + NH3 OH N O OH + N N N OHH2 O OH OH OH NH NH + NH3 OH N CH2 CH2 CH2 HO CH2 N CH2 OH HO N N O CH2 OH HO O OH OH HO O OH HO CH2 NH CH2 OH Lý thuyết tổng hợp keo tanin – hexamin tạo hệ keo. .. (ppm) 1.6.2 Đặc điểm Ván MDF có thể được sản xuất từ các loại gỗ cứng và gỗ mềm Thành phần chính của ván MDF là các sợi gỗ được chế biến từ các loại gỗ mềm, ngoài ra người ta có thể thêm vào một số thành phần gỗ cứng tùy theo các nhà sản xuất chọn được loại nguyên liệu gỗ cứng sẵn có gần đó Theo tiêu chuẩn của Anh, thành phần ván MDF là 82% sợi gỗ, 10% keo và hóa chất tổng hợp, 7% nước và 1% parafin... Phú Thọ, Quảng Ninh,… Ở Việt Nam, keo tai tượng được trồng rừng với mục đích chủ yếu là cải tạo môi trường sinh thái và sản xuất gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột giấy gỗ ván 1.2.4 Sơ lƣợc cây keo lai [9], [31] a Cây keo lai Keo lai có tên khoa học là Acacia hybrids thuộc họ Trinh nữ (Mimosaceae) Cây có nguồn gốc ở Australia, được trồng phổ biến ở Đông Nam Á, ở Việt Nam cây được... đất trống đồi trọc Loài cây này cũng được trồng như là cây cảnh, cây lấy bóng râm và trồng trong các đồn điền để lấy gỗ ở khu vực Đông Nam Á Gỗ của nó có thể dùng trong sản xuất giấy, đồ gỗ gia dụng và các công cụ 1.2.3 Sơ lƣợc cây keo tai tƣợng [24], [32] a Cây keo tai tượng Keo tai tượng có tên Latinh Acacia mangium, còn có tên khác là keo lá to, keo đại, keo mỡ, keo hạt là một cây thuộc phân họ Trinh... tanin Từ tanin sử dụng lần đầu vào năm 1976 để chỉ những chất có mặt trong dịch chiết thực vật, phân tử được cấu tạo bởi hai hay nhiều phân tử phenol gọi chung là tanin Các tanin là nguyên nhân gây ra màu sắc của nhiều loại hoa như cây phi yến thảo, hoa vân anh, hoa hồng, cây dạ yên thảo và các loại trái cây có quả chín đỏ Một số khác là các hợp chất phức tạp có mặt trong vỏ cây, rễ và lá cây, tanin. .. xuất từ nguyên liệu chính là gỗ rừng trồng Ghép từ những thanh gỗ nhỏ đã qua xử lý hấp sấy Gỗ được cưa, bào, phay, ghép, ép, chà và sơn phủ trang trí Thường sử dụng làm trang trí nội thất, ván sàn… Gồm 4 kiểu ghép: ghép song song, ghép mặt, ghép cạnh, ghép giác Ghép song song gồm nhiều thanh gỗ cùng chiều dài, có thể khác chiều rộng, ghép song song với nhau nh 1 20 n PW Gỗ ghép mặt gồm nhiều thanh gỗ. .. các hợp chất có phân tử lượng lớn Sản phẩm có màu đỏ sau đó chuyển thành màu xám đen hoặc nâu thẫm 1.1.5 Ứng dụng của tanin [8], [10], [21], [23], [25] a Tạo phức với ion kim loại Các hợp chất tanin có khả năng tạo phức với các ion kim loại Sự tạo phức đòi hỏi trong phân tử có các nhóm thế thích hợp và dung dịch có pH dưới giá trị pKa của nhóm –OH Các tanin có ái lực lớn với một số kim loại có từ tính