Đồ án tốt nghiệp - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhựa Phenol - Formaldehyde đến một số tính chất CHCGCSBT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA
NHỰA PHENOL – FORMALDEHYDE
ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC
CỦA GỖ CAO SU BIẾN TÍNH

SVTH : LƯU TRÀ KIỀU TRÂM
MSSV : 20128046
GVHD: TS. NGUYỄN HẢI HOÀN
TS. HUỲNH NGUYỄN ANH TUẤN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2024

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Để khắc phục những khuyết điểm của gỗ cây cao su sinh trưởng nhanh như độ bền thấp,
độ dẻo dai kém, nghiên cứu này giới thiệu phương pháp biến tính gỗ cao su bằng cách
ngâm tẩm nhựa phenol‒formaldehyde (PF) ở áp suất chân không và khảo sát sự ảnh
hưởng của nhựa PF đến một số tính chất cơ học đặc trưng của gỗ sau biến tính.
Nhựa PF sử dụng được tổng hợp tại phòng thí nghiệm với xúc tác base là NaOH. Nhựa
thành phẩm được đánh giá thông qua các thông số đặc trưng của nhựa bao gồm độ nhớt,
hàm lượng rắn, pH trước khi tiến hành ngâm tẩm. Qua đánh giá, nhựa PF với các thông
số tổng hợp gồm độ nhớt đạt từ 14 – 34 cP, hàm lượng khô 44 – 47%, pH=9 – 10 là
thích hợp cho việc ứng dụng biến tính gỗ cao su.
Sự xâm nhập của nhựa vào thành tế bào gỗ được nghiên cứu bằng kính hiển điện tử quét
(SEM) và phân tích FTIR. Kết quả SEM cho thấy nhựa đã đóng rắn và hình thành bên
trong lòng và thành tế bào gỗ, chứng minh việc đưa thành công nhựa PF vào gỗ cao su.
Hơn nữa, phân tích quang phổ hồng ngoại FTIR cũng cho thấy, cường độ đỉnh hấp thụ
nhóm hydroxyl giảm so với gỗ đối chứng, chứng tỏ đã có liên kết ngang hình thành giữa
nhựa và các thành phần hóa học của gỗ, dẫn đến khả năng cải thiện tính chất cơ học.
MOR, MOE, CS, HS đều tăng, cao nhất lần lượt đạt 33,69%, 34,17%, 49,02% và
87,79% so với gỗ đối chứng. Ngoài ra, sản phẩm gỗ biến tính còn đạt tiêu chuẩn châu
Âu E1 về lượng formaldehyde phát thải (8 mg/100 g). Phương pháp này cung cấp cơ
sở lý thuyết cho việc sử dụng gỗ phát triển nhanh có giá trị cao.

i

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này chính thức khép lại hành trình bốn năm đại học. Với sự nỗ lực
và phấn đấu hết mình, tôi đã học được rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm. Trước tiên,
tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô khoa Công nghệ Hóa học và
Thực phẩm của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và
hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện nghiên cứu đề tài.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Nguyễn Hải Hoàn và TS. Huỳnh Nguyễn
Anh Tuấn đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi tr
...

...
od modified by melamine-formaldehyde impregnation of
cell walls, Wood and Fiber Science, pp. 239-246, 2003.
M. Jakob et al., The strength and stiffness of oriented wood and cellulose-fibre
materials: A review, Progress in Materials Science, vol. 125, p. 100916, 2022.

72

PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Độ nhớt của nhựa PF
Ngày

Độ nhớt 1

Độ nhớt 2

Độ nhớt 3

Mean

1
3
5
7
10
14
17
21

14
15
16
17.8
21.2
32
38
43.4

14.5
15.6
16.4
18.6
21
32
37
44

14.8
15.8
16.2
18
21
31.7
37.8
44.6

14.43 ± 0.40
15.47 ± 0.42
16.2 ± 0.2
18.13 ± 0.416
21.07 ± 0.12
31.9 ± 0.17
37.6 ± 0.53
44 ± 0.6

Phụ lục 2: Độ pH của nhựa PF
Thời gian
lưu trữ
(ngày)

1

3

5

7

10

14

17

21

pH lần 1

9,529

9,372

9,614

9,652

9,596

9,808

10,035

10,14

pH lần 2

9,583

9,444

9,609

9,774

9,736

9,812

10,0093

9,736

pH lần 3

9,4

9,439

9,527

9,592

9,847

9,833

9,901

9,847

Phụ lục 3: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến độ bền uốn của gỗ biến tính
Mẫu gỗ cao su
ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

MOR (MPa)
87 ± 6
92 ± 7
99 ± 6
103 ± 8
107 ± 8
116 ± 11

Phụ lục 4: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến modul uốn của gỗ biến tính
Mẫu gỗ cao su
ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

MOE (MPa)
9065.1 ± 602,1
9465.1 ± 902,9
10164.5 ± 1070,0
10890.6 ± 890,0
11284.3 ± 1006,5
12162.3 ± 990,7

73

Phụ lục 5: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến độ bền nén dọc thớ của gỗ biến
tính
Mẫu gỗ cao su
ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

CS (MPa)
57.7 ± 2,5
67.4 ± 7,6
74.9 ± 5,8
77.2 ± 6,5
79.9 ± 5,5
86.0 ± 5,3

Phụ lục 6: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến độ cứng mặt cắt ngang của gỗ
biến tính
Mẫu gỗ cao su
ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

Pmax (kN)
6,9
6,03
8,08
9,50
9,31
9,74

Độ sâu ấn lõm (mm) Độ cứng mặt cắt ngang (kN)
5,64
6,916 ± 0,914
2,82
8,035 ± 0,764
2,82
10,773 ± 0,577
2,82
12,669 ± 0,471
2,82
12,413 ± 0,748
2,82
12,987 ± 0,571

Phụ lục 7: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến độ cứng mặt cắt xuyên tâm của
gỗ biến tính
Mẫu gỗ cao su

Pmax (kN)

Độ sâu ấn lõm (mm)

ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

4,314
3,89
4,140
4,315
4,567
4,947

5,64
2,82
2,82
2,82
2,82
2,82

Độ cứng mặt xuyên tâm
(kN)
4,314 ± 0,429
5,187 ± 0,489
5,520 ± 0,630
5,573 ± 0,562
6,21 ± 0,737
6,596 ± 0,891

Phụ lục 8: Ảnh hưởng của nồng độ nhựa PF đến độ cứng mặt cắt tiếp tuyến của gỗ
biến tính
Mẫu gỗ cao su

Pmax (kN)

Độ sâu ấn lõm (mm)

ĐC
PF10
PF15
PF20
PF25
PF30

5,3
4,12
4,53
4,78
5,02
5,83

5,64
2,82
2,82
2,82
2,82
2,82

74

Độ cứng mặt tiếp tuyến
(kN)
5,311 ± 0,364
5,493 ± 0,567
6,037 ± 0,720
6,368 ± 0,825
6,693 ± 0,926
7,779 ± 0,973