ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHSP

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trương Thị Phượng
Lớp: 12SHH
1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp keo dán gỗ tannin – hexamin tạo tấm ép MDF từ
nguồn tanin của vỏ một số loại cây keo ở Quảng Nam.
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:
 Nguyên liệu:
- Vỏ một số loài cây keo gồm keo lá tràm, keo tai tượng và keo lai được thu thập
từ các khu rừng ở 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




- 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

3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp keo tanin – hexamin từ nguồn tanin vỏ các loại keo ở Quảng
Nam và ứng dụng trong chế tạo tấm ép MDF.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Lê Tự Hải
5. Ngày giao đề tài: Ngày 18 tháng 12 năm 2015
6. Ngày hoàn thành: Ngày 20 tháng 4 năm 2016

Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ, tên)

(Ký và ghi rõ họ, tên)


Trương Thị Phượng


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Tần số dao động của một số nhóm chức hữu cơ ........................................ 32
Bảng 3.1. Độ ẩm của mẫu bột vỏ các loại keo ............................................................ 50
Bảng 3.2. Hàm lượng tro của mẫu bột vỏ các loại keo ............................................... 50
Bảng 3.3. Tần số và loại dao động trong phổ hồng ngoại của tanin rắn .................... 52
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ mtanin : mhexamin đến độ nhớt của keo .......................... 52
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến độ nhớt của keo ................................ 53
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ ................................................................... 54
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của yếu tố Ph ............................................................................ 55
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của lượng (CH3COO)2Zn đến khả năng tạo keo ..................... 56
Bảng 3.9. Tần số và loại dao động trong phổ hồng ngoại của keo tanin – hexamin .. 57
Bảng 3.10. Kết quả các tính chất keo tanin – hexamin ............................................... 58
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của hàm lượng keo đến độ bền uốn và độ bền kéo của tấm
MDF ............................................................................................................................. 60
Bảng 3.12. Độ trương nở của tấm MDF...................................................................... 63


DANH MỤC SƠ ĐỒ
Hình 1.21. Sơ đồ tạo tấm 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 tấm ép MDF ............................................................... 46
Hình 2.14. Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét SEM ................................................ 48



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) ....................................................................................... 63


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Với mong muốn nghiên cứu ứng dụng của vỏ keo trong công nghiệp ván ép tôi
chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp keo dán gỗ tanin – hexamin tạo tấm ép MDF
từ nguồn tanin của vỏ một số loại cây keo ở Quảng Nam” để làm luận văn tốt
nghiệp với mong muốn tìm hiểu thêm về khả năng sử dụng của các sản phẩm có sẵn
trong tự nhiên tại địa phương.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1. Đối tƣợng
Vỏ cây keo lấy từ 3 loại keo: Keo lá tràm, keo tai tượng và keo lai ở 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 các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình tạo keo tanin – hexamin, ứng dụng tạo tấm ván ép MDF.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Mục tiêu nghiên cứu
+ Tách tanin rắn từ nguyên liệu.
+ Tổng hợp và tìm điều kiện tối ưu cho quá trình tạo keo tanin – hexamin.
+ Xác định các tính chất hóa lý của keo tanin – hexamin.
+ Ứng dụng keo dán gỗ tanin – hexamin tạo ván ép MDF.
+ Xác định các chỉ tiêu của ván ép được tạo ra từ keo tanin – hexamin.
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp keo tanin – hexamin từ nguồn tanin vỏ các loại keo ở
Quảng Nam và ứng dụng trong chế tạo tấm ép MDF.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết
Tổng quan phương pháp nghiên cứu các đặc điểm sinh thái của 3 loại keo, tính
chất lý hóa học và ứng dụng của tanin, các phương pháp chiết tách hợp chất hữu cơ,
các phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ.
Tổng quan các lý thuyết về 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… của

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 có
trong vỏ, gỗ, trong lá và trong quả của những cây như thông, keo, sồi, sú, đước...
Phân tử lượng tanin phần lớn nằm trong khoảng 500 – 5.000 đvC. Thuật ngữ
“tanin” sử dụng trong công nghiệp sinh học, thực phẩm, công nghiệp phẩm nhuộm và
cả trong y học, dược học, công nghiệp đồ uống ...
Khi đun chảy tanin trong môi trường kiềm thường thu được những chất như:
pyrocatechin, axit potorcatechin, pyrogalot, axit galic và phlorogluxin.
OH

OH

OH

OH

OH
HO

OH

OH

OH

COOH

Pyrocatechin Axit pyrocatechin

OH

- Thường dễ tan trong nước, trong 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

O
HO
G
O

OH
O

O
G

OH

O

OH

G

β–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 thủy phân được hay pyrocatechin.
- Những tanin này không thủy phân được bằng axit, không tan trong nước lạnh,
tan trong nước nóng và dung dịch kiềm gọi là chất phlobaphen không tan hay tanin
đỏ.

Catechin (C)

Epicatechin (EC)
OH

OH

OH

O

O

OH

OH
OH
OH

OH

OH

O

OH

OH

OH

dimer) rất dễ tan trong etylaxetat trong khi các proanthocyanidin – oligomer và
proamthocyanidin – polymer rất kém trong dung môi này.

1.1.4. Tính chất hóa học các tanin thực vật [7], [15], [17], [18], [23]
- Tanin tạo kết tủa với dung dịch gelatin, ancaloit, protein và một số chất hữu
cơ khác có tính kiềm: Dung dịch tanin 0.5 – 1% khi thêm dung dịch gelatin 1% có
chứa 10% NaCl thì sẽ có kết tủa trắng – đây là phản ứng đặc trưng để xác định tanin
trong phòng thí nghiệm, kiểm tra trong sản xuất và phát hiện tanin trong thực vật.
- Nhóm tanin thường tạo muối taninat khi phản ứng với các muối của kim loại
nặng như chì, thủy ngân, kẽm, sắt trong dung dịch. Do đó làm giảm sự hấp thụ của
những chất này trong ruột, vì vậy được ứng dụng để giải độc trong những trường hợp
ngộ độc ancaloit và kim loại nặng.
- Tanin tạo kết tủa với muối sắt (III), tuỳ loại mà cho màu xanh đen (tanin thuỷ
phân) hoặc xanh lá cây đậm (tanin ngưng tụ). Đây là phản ứng đặc trưng để định tính
tanin. Chính vì vậy, khi dùng dao bằng sắt để cắt gọt vỏ những loại trái cây chứa
nhiều tanin (như ổi, xoài), trên miếng trái cây sẽ xuất hiện màu đen xỉn rất xấu. Cũng
vì thế, khi có tanin, các lương y luôn dặn dò người bệnh phải sắc thuốc bằng ấm đất
để không làm mất tanin, giảm tác dụng của thang thuốc.


- Kết tủa với ancaloit: Tanin tạo kết tủa ancaloit hoặc một số dẫn xuất hữu cơ
có chứa nitơ.
- Tạo phức bền với các dung dịch protein (albumin, gelatin...) nên có tính thuộc
da, làm cho da bền, ít thấm nước, không bị trương phồng hay thối rửa.
- Nhóm tanin là nhóm chất có tính khử mạnh, dễ bị oxi hóa trong không khí,
nhất là trong môi trường kiềm. Sản phẩm oxi hóa tanin là những chất màu đỏ hoặc
nâu gọi là phlobaphen.
- Phản ứng Stiasny: Để phân biệt 2 loại tanin người ta dựa vào phản ứng
Stiasny: Lấy 50 ml dung dịch tanin, thêm 10ml formol và 5ml HCl đun nóng trong
vòng 10 phút. Tanin pyrocatechin thì cho kết tủa đỏ gạch còn tanin pyrogallic không

Sự tạo phức với các ion kim loại có thể làm thay đổi khả năng oxi hóa – khử
của kim loại, hay là giảm khả năng tham gia phản ứng oxi hóa – khử của chúng.
b. Sử dụng làm chất chống oxi hóa
Tanin cũng được xem là các hợp chất sinh học có khả năng chống oxi hóa.
Thông thường, chất chống oxi hóa được xem như là một hàng rào quan trọng chống
lại tác hại phá hủy của quá trình oxi hóa, có liên quan đến một loạt các bệnh như ung
thư, bệnh tim mạch, chứng viêm khớp, đau nhức. Nói chung, có thể phân loại các
hợp chất sinh học có khả năng chống oxi hóa thành 3 nhóm: enzym (nhóm 1); chất
ức chế các phản ứng tạo gốc (nhóm 2); các tác nhân dập tắt sự hình thành các gốc tự
do (nhóm 3), ví dụ như α - tocopherol (vitamin E). Tanin đóng vai trò như là các chất
chống oxi hóa hữu hiệu do chúng có khả năng tham gia các phản ứng oxi hóa – khử
dễ dàng.
c. Sử dụng trong y học
- Tanin cho kết tủa với kim loại nặng và các ancaloit nên dùng uống khi bị ngộ
độc bởi các loại đó.
- Dung dịch tanin cho kết tủa với protein tạo thành một màng trên niêm mạc
nên được dùng làm thuốc súc miệng khi niêm mạc miệng và họng bị viêm loét, chữa
bỏng, loét do nằm lâu.
- Tanin có tác dụng làm đông máu nên dùng đắp lên vết thương để cầm máu,
chữa trĩ, rò hậu môn. Ngoài ra chúng còn được dùng để chữa các bệnh đường ruột
như: viêm ruột cấp tính, mãn tính, cầm đi ngoài.
d. Sử dụng trong kĩ nghệ thuộc da
Da động vật thường có chứa nhiều protein, nếu không qua xử lý thì các protein
này rất dễ bị thay đổi. Thuốc thuộc da có thể có nguồn gốc thực vật, khoáng vật và
dầu béo. Tanin là một chất thuộc da được sử dụng từ lâu. Giai đoạn đầu tiên là xử lý


ban đầu: ngâm tẩm, lạng mỡ, nhổ lông, rửa da, ngâm axit hoặc kali nitrat, làm cho da
sạch mỡ, sạch lông, hết vi khuẩn, trở nên mềm và sạch sẽ. Các chất keo trong da vốn
là các protein dạng sợi sẽ duỗi ra và nở to ra. Giai đoạn tiếp theo là quá trình thuộc


Nhìn chung, tanin có nhiều trong thực vật 2 lá mầm: Sến (sapotaceae), cỏ roi
ngựa (verbennaceae), họ cúc, hoa mõm chó (Scrophulariaceae), đào lộn hột
(anacardiaceae), thông caribee (pinus caribaea),…
Đặc biệt, có một số loại tanin được hình thành do thực vật bị một bệnh lý nào đó,
như vị thuốc Ngũ bội tử là những túi được hình thành do nhộng của con sâu ngũ bội tử
gây ra trên cành và cuống lá của cây Muối (Rhus semialata, thuộc họ Anacardiaceae).
Hàm lượng tanin trong dược liệu thường khá cao, chiếm từ 6 – 35%, đặc biệt trong Ngũ
bội tử có thể lên đến 50 – 70%.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI KEO [4], [5], [9], [13], [24], [25]
1.2.1. Sơ lƣợc chi keo
Chi Keo có tên khoa học Acacia là một trong những nhóm cây thân gỗ và thân
bụi đa dạng nhất trên trái đất, thuộc phân họ Trinh nữ (Mimosoideae), và thuộc họ
Đậu (Fabaceae). Chi keo có nguồn gốc tại đại lục cổ Gondwana, lần đầu tiên được
Linnaeus tìm thấy năm 1773 tại châu Phi. Hiện nay, người ta biết khoảng 1.300 loài
cây keo trên toàn thế giới, trong đó khoảng 950 loài có nguồn gốc ở Australia, và
phần còn lại phổ biến trong các khu vực khô của vùng nhiệt đới và ôn đới ấm ở cả
hai bán cầu, bao gồm châu Phi, miền nam châu Á và châu Mỹ. Loài sinh trưởng xa
nhất về phía bắc của chi này là keo vuốt mèo (Acacia greggii) ở miền nam Utah, Hoa
Kỳ, loài sinh trưởng xa nhất về phía nam là keo bạc (Acacia dealbata), keo bờ biển
(Acacia longifolia), keo đen (Acacia mearnsii) và keo gỗ đen (Acacia melanoxylon) ở
Tasmania, Australia và Acacia cavenia, Acacia constricta tại khu vực đông bắc tỉnh
Chubut, Argentina.


Hình 1.3. Acacia cavenia

Hình 1.4. Acacia constricta

Chi keo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số loài


i

rn i n


nh 1

i hom oph

nh 1 10

i

ormo

Ngoài ra, một số chất thu được từ các loài keo khác nhau được sử dụng trong y
học (từ cây Acacia catechu, cây y học Ayurveda…) và trong công nghiệp sản xuất
nước hoa (từ cây

i

rn i n …)

1.2.2. Sơ lƣợc cây keo lá tràm [4], [5], [9], [24], [25]
a. Cây keo lá tràm
Keo lá tràm hay còn gọi là tràm bông vàng, tên khoa học: Acacia auriculiformis
thuộc loài A. auriculiformis, chi Acacia họ Fabales, giới Plantae.
Tên thông dụng: Earpod wattle, Papuan wattle, auri, earleaf acacia, northern
black wattle, Darwin black wattle

80 đến 90cm. Loài cây này có tán keo lá rộng và phân cành thấp xanh quanh năm,
màu lá xanh lục đậm. Vỏ keo lá tràm màu nâu, dày từ 3 – 10mm có nứt dọc nhỏ. Cây
non có vỏ mềm màu xám, nhẵn sau trở nên xù xì chuyển màu nâu đậm dần theo tuổi.
Lá cây là lá giả, do lá thật bị tiêu giảm, bộ phận quang hợp là lá giả, được biến
đổi từ cuống cấp một, quan sát kỹ có thể thấy dấu vết của tuyến hình chậu còn ở cuối
lá giả có hình dạng cong lưỡi liềm, kích thước lá giả rộng từ 3 – 4cm, dài từ 6 –
13cm, trên lá giả có khoảng 3 gân dạng song song, ở cuốn lá có 1 tuyến hình chậu.

Hình 1.11. Hoa cây keo lá tràm

Hình 1.12. Rừng tràm


Hoa của keo lá tràm dạng bông đuôi sóc, tràng hoa màu vàng là hoa tự chùm
dài 8 – 10cm mọc thành từng đôi từ nách lá, mỗi hoa nhỏ dài 0,5 – 1,5cm ở vùng
nguyên sản, keo lá tràm ra hoa vào tháng 6 và tháng 7.
Quả của keo lá tràm là quả đậu, dẹt hạt màu đen, có rốn hạt khá dài màu vàng
như màu của tràng hoa và mỏng dài 6 – 10cm. Khi còn non quả thẳng, khi già quả
cuộn lại xoắn ốc, vỏ quả hóa gỗ cứng. Mỗi quả mang 5 – 7 hạt nằm ngang trong vỏ,
có dây rốn dài màu vàng cuốn lại dính vào vách vỏ quả. Quả keo lá tràm chín vào
tháng 9, tháng 10. Hạt keo lá tràm dẹt hình bầu dục dài 4 – 6mm, rộng 3 – 4mm, dày
khoảng 1m. Khi chín hạt màu nâu đen, vỏ hạt rất cứng 1kg có từ 30.000 – 60.000 hạt.
Vỏ cây có rạn dọc, màu nâu xám.
c. Hướng sử dụng
Keo lá tràm là loài cây thuộc họ Đậu, ở rễ có nốt sần ký sinh chứa vi khuẩn nốt
rễ có tác dụng tổng hợp đạm tự do, cải tạo môi trường đất, khối lượng vật rơi rụng
của keo lá tràm hàng năm cũng rất cao, cây keo lá tràm thường được dùng nhiều
trong cải tạo đất sản xuất lâm nghiệp. Đặc điểm sinh trưởng của loài này khá nhanh
và thích nghi rộng nên keo lá tràm nhanh chóng trở thành loài cây được trồng phủ
xanh đất trống đồi trọc.

kg hạt có từ 52000 – 95000 hạt. Rễ phát triển mạnh, rễ cọc và rễ bàng, đầu rễ có
nhiều nốt sần chứa vi khuẩn có khả năng cố định đạm.

Hình 1 13

o k o

i ượng

nh 1 14 Thân â k o

i ượng

Keo tai tượng mọc tự nhiên ở Đông Bắc Ôxtrâylia tại các vùng Queensland,
Jarđin – Claudie River, Ayton – Nam Ingham. Ngoài ra còn thấy xuất hiện ở phía
Đông của Inđônêxia và phía Tây Papua Niu Ghinê.
Keo tai tượng thường mọc thành các quần thể lớn không liên tục dọc theo bờ
biển, gần những khu rừng ngập mặn, cũng gặp mọc xen lẫn đồng cỏ ở ven sông thuộc


vùng nhiệt đới ẩm có 4 đến 6 tháng mùa khô. Lượng mưa trung bình 1446 –
2970mm, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 13 – 21oC, tháng cao nhất từ 25 –
32oC. Là loài cây ưa sáng mạnh và cũng đã được nhập trồng thành công ở nhiều nước
như Trung Quốc, Malaixia, Philippin, Thái Lan, Lào,… sinh trưởng mạnh nhất ở nơi
có độ cao dưới 300m so với mực nước biển.
Vào đầu những năm 80 của thế kỷ trước được sự tài trợ của một số tổ chức,
cùng với một số loài keo vùng thấp khác, keo tai tượng đã được đưa vào gây trồng
khảo nghiệm ở một số vùng sinh thái chính của nước ta. Ngày nay, bên cạnh việc
nguồn giống ngày càng được cải thiện về chất lượng một phần thì diện tích trồng keo
tai tượng cũng được mở rộng ở hầu hết các tỉnh trong cả nước với khoảng 200.000 ha