BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN DIỄN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ THỦY - NHIỆT
ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus urophylla S.T. Blake)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN

H Nội – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN DIỄN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ THỦY - NHIỆT
ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus urophylla S.T. Blake)

Chuyên ng nh: Kỹ thuật Chế biến Lâm sản
Mã số: 62 54 03 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Phạm Văn Chƣơng
2. PGS.TS. Lê Xuân Phƣơng


các Phòng chức năng thuộc Trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ tôi về cơ sở vật
chất, trang thiết bị thí nghiệm và công sức để tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Công nghệ giấy, xenlulo - Viện Kỹ thuật
hóa học của Trƣờng Đại học Bách khoa - Hà Nội, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc
gia vật liệu và linh kiện điện t - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
Phòng thí nghiệm của Viện vệ sinh dịch t Trung Ƣơng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp của
tôi, những ngƣời cùng công tác đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện, môi trƣờng làm
việc tốt nhất để tôi thực hiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin g i lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
dành cho tôi những lời động viên, khích lệ giúp tôi hoàn thành luận án này./.
Hà Nội, ngày 18 tháng 3 năm 2016
Nghiên cứu sinh

Nguyễn Văn Diễn


iii

MỤC LỤC
Trang

Trang phụ bìa
Lời cam đoan ............................................................................................................. i
Lời cảm ơn ............................................................................................................... ii
Mục lục .................................................................................................................... iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ................................................................... vi
Danh mục các hình vẽ ............................................................................................ vii
Danh mục các bảng ...................................................................................................x

2.3.2. Mục tiêu thực ti n ...................................................................................30
2.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................30
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................31
2.5.1. Phƣơng pháp kế thừa...............................................................................31
2.5.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ......................................................................31
2.5.3. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng và s dụng tiêu chuẩn kiểm tra ........36
2.6. Ý nghĩa của Luận án ........................................................................................46
2.6.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................46
2.6.2. Ý nghĩa thực ti n .....................................................................................47
2.7. Những đóng góp mới của Luận án ...................................................................47
Chƣơng 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................48
3.1. Cơ sở khoa học của x lý gỗ ............................................................................48
3.2. Lý thuyết về x lý thủy - nhiệt .........................................................................51
3.3. Cơ chế biến đổi tính chất gỗ trong x lý thuỷ- nhiệt .....................................53
3.3.1. Quá trình biến đổi của gỗ trong x lý thủy - nhiệt ................................53
3.3.2. Cơ chế biến đổi khối lƣợng thể tích gỗ ...................................................54
3.3.3. Cơ chế biến đổi tính ổn định kích thƣớc gỗ ............................................55
3.3.4. Cơ chế biến đổi tính chất cơ học của gỗ .................................................56
3.3.5. Tính thấm ƣớt và khả năng dán dính ......................................................60
3.3.6. Màu sắc bề mặt........................................................................................61
3.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng gỗ x lý thuỷ - nhiệt ............................61
3.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ x lý đến chất lƣợng gỗ x lý thuỷ - nhiệt ..........62
3.4.2. Ảnh hƣởng của thời gian x lý đến chất lƣợng gỗ x lý thuỷ - nhiệt ........63
3.4.3. Ảnh hƣởng của một số yếu tố khác đến chất lƣợng gỗ x lý thuỷ - nhiệt63
3.5. Giới thiệu chung về cây gỗ Bạch đàn ..............................................................65
3.5.1. Nguồn gốc và phân bố .............................................................................65


v


bền màu tự nhiên gỗ Bạch đàn ..............................................................................110


vi

4.5.9.1. Sự thay đổi màu sắc của gỗ Bạch đàn trƣớc và sau khi x lý thủy nhiệt .......................................................................................................................110
4.5.9.2. Biến màu tự nhiên của gỗ Bạch đàn sau khi x lý thủy - nhiệt .......113
4.5.10. Ảnh hƣởng của chế độ x lý thủy - nhiệt đến cấu tạo gỗ Bạch đàn ..115
4.5.11. Ảnh hƣởng của chế độ x lý thủy - nhiệt đến thành phần hoá học cơ
bản gỗ Bạch đàn ....................................................................................................118
4.5.12. Ảnh hƣởng của chế độ x lý thủy - nhiệt đến cấu trúc hóa học gỗ Bạch
đàn phân tích bằng FTIR .......................................................................................123
4.5.12.1. Cấu trúc hóa học của gỗ phân tích bằng phổ hồng ngoại (FTIR)123
4.5.12.2. Cấu trúc hoá học của gỗ Bạch đàn phân tích bằng FTIR...........126
4.5.13. Ảnh hƣởng của chế độ x lý thủy - nhiệt đến cấu trúc hóa học của gỗ
Bạch đàn bằng phân tích phổ nhi u xạ tia X (XRD) ............................................129
4.5.13.1. Khái niệm về phổ nhi u xạ tia X (XRD) ...................................129
4.5.13.2. Tính toán độ kết tinh của xenlulo...............................................130
4.5.13.3. Kết quả phân tích cấu trúc hóa học của gỗ Bạch đàn bằng phân
tích phổ nhi u xạ tia X (XRD) ..............................................................................131
4.6. Vùng phù hợp của thông số công nghệ x lý thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn .133
4.6.1. Xác định vùng phù hợp các tính chất cơ học, vật lý và công nghệ của gỗ
Bạch đàn x lý thủy - nhiệt ...................................................................................133
4.6.2. Phân tích đánh giá chỉ tiêu nhƣ màu sắc, thành phần hóa học cơ bản, cấu
tạo và cấu trúc gỗ Bạch đàn đƣợc x lý thủy - nhiệt ............................................139
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................140
5.1. Kết luận ..........................................................................................................140
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................142
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
TÀI LIỆU THAM KHẢO

ac(v)
a1(v)
Vs
Vo
K

14

m0

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

Diễn giải
Hệ số chống trƣơng nở
Hiệu suất chống hút nƣớc của gỗ
Nhiệt độ

FTIR
XRD

Đơn vị
%
%
0
C
Giờ
g
g
%
%
%
%
cm3
cm3
g/cm3
g
cm3
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
µm

Độ bền kéo trƣợt màng keo

MPa

4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8

Tên h nh v ,
thị
Biến tính gỗ tác động đến cấu trúc tế bào gỗ
Quá trình biến tính thủy - nhiệt
Thiết bị x lý nhiệt và thủy - nhiệt
Ứng dụng gỗ x lý thủy - nhiệt dùng trong nội ngoại thất
Sơ đồ tổng quát quá trình nghiên cứu thực nghiệm của Luận án
Máy đo độ nhám bề mặt mẫu
Vị trí đo màu trên bề mặt gỗ Bạch đàn Uro
2.4a. Máy tính Lenovo Y410; 2.4b. Máy Scaner Epson 1670;
2.4c. Quét mẫu gỗ Bạch đàn.
Máy quét SEM S-4800
Các thành phần hóa học cấu tạo nên gỗ
Hợp chất cao phân t xenlulo dƣới dạng 3D
Sợi hemicellulo trong vách tế bào gỗ
Vị trí của lignin trong vách tế bào gỗ
Sự thay đổi của liên kết hydro giữa các phân t xenlulo trong quá
trình x lý nhiệt
Quá trình nhiệt giải của hemixenlulo trong gỗ
Quá trình nhiệt giải của xenlulo
Cơ chế phản ứng của gỗ trong quá trình x lý nhiệt
Sơ đồ thực nghiệm x lý thuỷ - nhiệt

39
40
42
43
48
49
50
50
56
57
59
60
68
70
80
83
86
89
92
95
97
100
104


ix

4.12
4.13
4.14

hydroxymethylfurfural
Tính ổn định nhiệt của gỗ và các thành phần cơ bản của gỗ
Liên kết β-O-4 trong lignin
Phản ứng đa tụ của lignin
Sơ đồ nguyên lý đo phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại của mẫu Bạch đàn không x lý
Phổ hồng ngoại của mẫu Bạch đàn ở nhiệt độ 1200C và thời gian 3h
Phổ hồng ngoại của mẫu Bạch đàn ở nhiệt độ 2000C và thời gian 3h
Phƣơng pháp đo tính độ kết tinh của xenlulo
Phổ nhi u xạ tia X của mẫu gỗ Bạch đàn trƣớc và sau khi x lý nhiệt
Độ kết tinh của xenlulo gỗ Bạch đàn trƣớc và sau khi x lý thủynhiệt
Biểu đồ tính toán vùng thông số công nghệ hợp lý

107
111
111
114
116
117
117
119
120
120
121
122
122
124
126
127
127


35

2.2

Mức, bƣớc thay đổi các biến số

36

2.3

Ma trận quy hoạch thực nghiệm

36

4.1

Chế độ x lý thuỷ nhiệt cho gỗ Bạch đàn

69

4.2

Thông số kỹ thuật thiết bị x lý nhiệt

70

4.3

Khối lƣợng thể tích của gỗ Bạch đàn

Độ bền nén ngang thớ theo chiều xuyên tâm (COM R) của gỗ Bạch
đàn
Độ bền nén ngang thớ theo chiều tiếp tuyến (COM T) của gỗ Bạch
đàn

94
96

4.10

Độ nhám bề mặt (Rmax) của gỗ Bạch đàn

4.11

Độ bền kéo trƣợt màng keo (

4.12

Độ bong tách màng keo của gỗ Bạch đàn

106

4.13

Độ lệch màu ΔE* ở các chế độ x lý thủy – nhiệt với mẫu đối chứng

110

4.14


99
103


1

MỞ ĐẦU
Gỗ là vật liệu không đồng nhất và không đẳng hƣớng, vì thế làm cho gỗ có tính
chất co rút, dãn nở, cong vênh, nứt nẻ, hút, nhả ẩm,… dẫn đến thay đổi kích thƣớc theo
các chiều khác nhau gây khó khăn trong quá trình gia công, chế biến và s dụng gỗ.
Tính chất cơ học, vật lý và công nghệ là chỉ tiêu quan trọng đánh giá phẩm chất gỗ, thế
nên các nhà khoa học luôn luôn hƣớng đến các nghiên cứu nhằm cải thiện và hạn chế
những nhƣợc điểm của bản thân gỗ mang lại. Con ngƣời đã xác định các tính chất cơ
học, vật lý và các tính chất khác của gỗ để ứng dụng hiệu quả từng loại gỗ vào các mục
đích phù hợp. Gỗ rừng trồng, không những có nhiều yếu điểm về độ bền so với gỗ rừng
tự nhiên, mà còn thƣờng có tính thẩm mỹ không cao, màu sắc, vấn thớ xấu không đƣợc
ƣa chuộng, sự co rút dãn nở của gỗ ảnh hƣởng đến việc s dụng gỗ kém hiệu quả. Bên
cạnh đó, gỗ rừng trồng có độ nhẵn khi gia công thấp ảnh hƣởng đến quá trình trang sức
của gỗ. Bởi thế, việc nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao phẩm chất gỗ là điều cần
thiết đòi hỏi các nhà khoa học cần quan tâm.
Theo Quyết định số: 62/2006/QĐ-BNN, ngày 16 tháng 8 năm 2006 của Bộ
trƣởng Bộ NN&PTNT về việc phê duyệt chiến lƣợc phát triển giống cây lâm nghiệp
giai đoạn 2006-2020 đã nêu rõ cây gỗ Bạch đàn là một loại cây ƣu tiên rừng trồng. Cây
Bạch đàn s dụng rộng rãi trên thị trƣờng gỗ Việt Nam, bởi cây có ƣu điểm khả năng
tăng trƣởng nhanh, gỗ có màu sắc đẹp, tính chất cơ học, vật lý khá cao .... Tuy nhiên,
nhƣợc điểm của gỗ Bạch đàn có nội ứng suất ngầm nên khi s dụng gỗ d bị cong
vênh, nứt, tách, … Do vậy, gỗ Bạch đàn chủ yếu cung cấp làm nhiên liệu đốt, bột giấy,
sản xuất ván mỏng và ván dán, ván dăm, ván sợi cứng, ván sợi - bông. Vì thế, các nhà
khoa học cần phải có biện pháp kỹ thuật để khắc phục nhƣợc điểm của gỗ Bạch đàn,
đặc biệt là áp dụng công nghệ chế biến gỗ để s dụng phù hợp và hiệu quả loại gỗ này.

triển công nghệ biến tính gỗ nói chung và x lý thủy - nhiệt nói riêng cho ngành Công
nghệ gỗ, mở rộng phạm vi và nâng cao hiệu quả s dụng nguồn nguyên liệu và đa dạng
hóa loại hình sản phẩm.


3

Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái niệm về biến tính gỗ v xử lý thủy - nhiệt
1.1.1. Khái niệm biến tính gỗ [41],[42]
Callum Hill (2006) trong cuốn ―Wood modification: chemical, thermal and
other processes‖ đã định nghĩa: ―biến tính gỗ liên quan đến quá trình tác động của tác
nhân hoá học, sinh học hoặc vật lý đến vật liệu gỗ, tạo ra sự cải thiện các tính chất của
gỗ trong quá trình s dụng. Bản thân gỗ x lý nhiệt ít gây độc và không tạo ra các chất
độc trong qua trình s dụng; hơn thế nữa, các sản phẩm tái chế từ gỗ x lý nhiệt và phế
thải của gỗ x lý nhiệt cũng không gây độc hại với con ngƣời và môi trƣờng‖.
Biến tính gỗ là quá trình tác động đến cấu trúc tế bào gỗ nhƣ đƣợc mô tả ở hình 1.1

Điền đầy
ruột tế bào

Điền đầy
vách tế bào

Hóa chất
phản ứng với
nhóm OH

Hóa chất tạo
cầu nối với

- Loại gỗ
- Độ ẩm của gỗ trƣớc khi x lý
- Kích thƣớc của mẫu gỗ đƣợc x lý
X lý thuỷ - nhiệt là quá trình x lý 2 giai đoạn:
1. X lý thủy - nhiệt :

120 °C - 200 °C

Làm khô sơ bộ

Hong phơi tự nhiên

2. Đa tụ :

120 °C - 200 °C


5

1

2

Hình 1.2. Quá tr nh xử lý thủy - nhiệt
Quá trình của x lý thủy - nhiệt là x lý qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Gỗ đƣợc x lý trong môi trƣờng nƣớc ở nhiệt độ cao làm hòa tan một
số chất chiết xuất, phá hủy hemixenlulo, tiền thân phân hủy lignin và xenlulo (khi nhiệt
độ và độ ẩm cao).
Giai đoạn 2: Gỗ sau khi x lý trong môi trƣờng nƣớc hoặc hơi nƣớc, để ráo rồi tiến
hành sấy. Khi đó các chất bị tan trong giai đoạn 1 đƣợc đa tụ lại hình thành các chất

triển mạnh và đƣợc cấp bằng sáng chế đó là 5 công nghệ điển hình, cụ thể ở các nƣớc
Châu Âu nhƣ Hà Lan, Pháp, Đức, Phần Lan đã thiết lập đƣợc 5 công nghệ biến tính nhiệt
điển hình nhƣ: PlatoWood của Hà Lan, Le Bois Perdure và Rectification của Pháp,
ThermoWood của Phần Lan, OHT-Oil Heat Treatment của Đức; trên cơ sở các công
nghệ đó, đã đăng ký các bằng phát minh sáng chế và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong sản
xuất công nghiệp. Tất cả 5 công nghệ x lý nhiệt này, có điểm chung là gỗ phải chịu
nhiệt độ gần hoặc trên 2000C trong vài giờ trong môi trƣờng không khí với hàm lƣợng
oxy thấp. Các loại hình x lý này, có chung một đặc điểm là một số tính chất cơ học
giảm, tính ổn định kích thƣớc và độ bền sinh học tăng lên mà không cần thêm các hóa
chất bên ngoài và chất bảo quản [21].


7

Công nghệ x lý nhiệt PlatoWood (biến tính thủy - nhiệt) của Hà Lan s dụng các
công đoạn khác nhau tiến hành x lý gỗ, kết hợp quá trình nhiệt giải trong nƣớc với sấy
và ổn định hóa. Trong quá trình x lý, tác dụng của thủy - nhiệt làm cho cấu trúc hóa
học của gỗ biến đổi, dẫn đến thay đổi các tính chất của gỗ. Phƣơng pháp x lý này chủ
yếu đƣợc cấu thành từ hai công đoạn chính, và công đoạn sấy trung gian. Giai đoạn thứ
nhất, tiến hành x lý gỗ tƣơi hoặc gỗ phơi khô trong điều kiện nhiệt độ từ 160-190oC
với áp suất nhất định, sau đó s dụng phƣơng pháp sấy thông thƣờng làm giảm độ ẩm
gỗ, tiếp theo tiến hành giai đoạn thứ hai, trong giai đoạn này gỗ đƣợc đặt trong môi
trƣờng có nhiệt độ 170-190oC tiến hành x lý ổn định hóa. Thời gian x lý của quá
trình này phụ thuộc và loại gỗ, độ dày và hình dạng ván…[28],[43].
Công nghệ x lý dầu nhiệt (OHT) s dụng các loại dầu thực vật từ tự nhiên thông
qua vòng tuần hoàn kín tiến hành x lý gỗ, nhiệt độ thƣờng dùng từ 160oC trở lên [73].
Công nghệ này thiết bị phức tạp chí phí tốn kém.
Công nghệ x lý nhiệt Retification [72],[77] của Pháp s dụng gỗ phơi khô (độ
ẩm khoảng 12%), tiến hành x lý ở nhiệt độ 210-240oC, trong môi trƣờng khí N2 có
hàm lƣợng O2 dƣới 2%. Với công nghệ này, nhiệt độ x lý cuối cùng trong quá trình


Hơi nƣớc

Gỗ tƣơi hoặc gỗ
sấy

180-250

-

Retification

Khí N2

Gỗ phơi khô

200-240

150-160

Perdure

Hơi nƣớc

Gỗ tƣơi

200-240

100


nay, các nhà sản xuất liên kết ở các dự án nghiên cứu, đặc biệt là trong đó nhằm mục
đích kiểm soát chất lƣợng và phân loại x lý nhiệt gỗ. Theo Hiệp hội quá trình
ThermoWood có thể chia thành ba giai đoạn chính:
- Giai đoạn 1: Nhiệt độ tăng và thiết bị x lý nhiệt độ cao. Nhiệt độ thiết bị x lý
đƣợc nâng lên với tốc độ nhanh chóng bằng cách s dụng nhiệt và hơi nƣớc lên một
mức độ khoảng 1000C. Sau đó nhiệt độ tăng dần đến 1300C trong thời gian đó sấy ở
nhiệt độ cao di n ra và độ ẩm trong gỗ giảm xuống gần nhƣ bằng không.
- Giai đoạn 2: X lý nhiệt: Khi các lò sấy nhiệt độ cao đã di n ra các nhiệt độ
bên trong lò tăng lên đến một mức độ giữa 1500C và 2400C, duy trì nhiệt độ cần đặt
(không đổi) trong 0,5 đến 4 giờ tùy thuộc vào ứng dụng s dụng cuối cùng.


9

- Giai đoạn 3: Làm lạnh và ổn định độ ẩm. Giai đoạn cuối cùng là để giảm nhiệt
độ giảm s dụng hệ thống phun nƣớc và sau đó khi nhiệt độ đã đạt đến 80-900C, hấp và
làm lạnh, ổn định nhiệt độ giảm lại bình thƣờng trong khoản 24 giờ.
b) Quy trình Rectification và Le Bois Perdure của Pháp
Michel Vernois (2001), báo cáo về ―X lý nhiệt cho gỗ tại Pháp‖. Tác giả trình
bài hai công nghệ x lý nhiệt cho gỗ đó là x lý nhiệt theo quy trình ―Rectification‖ và
Le Bois Perdure. Đối với quy trình Rectification nhiệt độ x lý 210-2400C trong môi
trƣờng khí N2 có hàm lƣợng O2 dƣới 2%, độ ẩm của gỗ x lý là 12% với thiết bị x lý
công nghiệp. Đối với quy trình ―Le Bois Perdure‖ với thiết bị x lý đƣợc phát bởi công
ty BCI-MBS, gỗ đƣa vào thiết bị x lý nhiệt là gỗ tƣơi, sau đó làm nóng lên đến nhiệt
độ 2300C, trong môi trƣờng hơi nƣớc (hơi nƣớc đƣợc tạo ra từ nƣớc chứa trong gỗ).
Theo đánh giá kết quả của tác giả thì gỗ x lý nhiệt của cả hai quy trình trên đều có
tính chất cơ học giảm, nâng cao đƣợc tính ổn định kích thƣớc, đặc biệt là giảm độ ẩm
thăng bằng của gỗ xuống 4 - 5% so với gỗ không x lý là 10-12% đều này có ý nghĩa
quan trọng về độ bền sinh học của gỗ x lý, ngoài ra khi ngâm nƣớc gỗ x lý có thể hút
nƣớc hơn 20% nhƣng có thể đƣa lƣợng nƣớc này ra khá d dàng sản phẩm gỗ này phù

thƣớc và bền, phạm vi của các ứng dụng sản phẩm gỗ (hàng rào khu vƣờn, gỗ ốp tƣờng
và khung, khuôn cƣa), tiếp theo từ năm 2000 hàng trăm các công ty sản xuất và các dự
án đã đƣợc thực hiện tại Hà Lan, Bỉ và Đức, vì thế khẳng định và phản ánh tiềm năng
kinh tế của của công nghệ này [28]. Quy trình Plato s dụng các giai đoạn khác nhau,
giai đoạn 1 là giai đoạn x lý và kết hợp liên tục bƣớc thủy nhiệt phân và giai đoạn 2 là
giai đoạn sấy đa tụ (curing). Mục đích của giai đoạn 1 là Tác động của thủy nhiệt phân,
trong kết quả x lý Plato là sự xuất hiện của biến đổi các thành phần hóa học khác
nhau, s dụng sự hiện diện của độ ẩm dồi dào trong vách tế bào gỗ để thủy nhiệt phân
nhằm hòa tan các chất chiết xuất và tiền thủy phân hemixenlulo và lignin, hạn chế các
phản ứng của các chất không muốn, nhiệt độ x lý trong giai đoạn này từ 150 0C 1900C trong môi trƣờng hơi nƣớc, giải đoạn 2 là giai đoạn sấy đa tụ nhằm đóng rắn các
chất và kết hợp các chất lại với nhau thành một chất mới, nhiệt độ của giai đoạn này từ
1500C - 1900C trong môi trƣờng không khí khô [21]. Theo kết quả nghiên cứu của
công nghệ Plato [28] thì các tính chất cơ học thay đổi so với gỗ không x lý: Các mô
đun đàn hồi (MOE) đƣợc tăng lên (0-10%), các mô đun uốn (MOR) là giảm phần nào
(5-20%), tổn thất khối lƣợng (WL) rất ít so với các phƣơng pháp x lý nhiệt khác. Nhìn
chung, tính chất cơ học của Plato® Wood làm cho sản phẩm gỗ x lý phù hợp cho việc
s dụng vào các công trình đồ mộc nội ngoại thất, đồ gỗ trong vƣờn và các công trình
đòi hỏi tính chịu nƣớc cao của gỗ.


11

2.2.1.2. Các công trình nghiên cứu về xử lý nhiệt và thủy - nhiệt
a) Các công trình nghiên cứu về ổn định kích thức
Stamm A. and L. Hansen (1937) đã thành công khi cho thực hiện phản ứng giữa
nhóm hydroxyl với anydric axetic và pyridin ở dạng khí. Pyridin hoạt động nhƣ một
chất gây trƣơng nở tế bào và là chất xúc tác cho phản ứng tạo este. Hệ số chống dãn nở
có thể đạt đến 80% với độ axetyl hoá khoảng 25%. Tarkow (1950) và Goldstein (1961)
đã tiến hành quá trình axetyl hoá ở dạng khí và dung dịch lỏng cho gỗ xẻ từ gỗ Vân
sam có kích thƣớc 5 x12 x120 cm trong thời gian từ 8-16 h, mức độ axetyl hoá đạt 2022% và hệ số chống dãn nở đạt đến 80% [65].

b) Các công trình nghiên cứu về tính chất cơ học của gỗ
Kết quả nghiên cứu của Hiroshi Jnno (1993), Misatonrimoto và Joeseph Gril
cho thấy x lý gỗ ở 1800C từ 3 giờ - 10 giờ với áp suất thƣờng làm cho cƣờng độ, và
đặc biệt là mô đun đàn hồi của gỗ tăng nhẹ [5],[11].
Inga JUODEIKIENĖ (2009), đã nghiên cứu sự ảnh hƣởng của x lý thủy - nhiệt
đến cƣờng độ nén và uốn tĩnh của gỗ Thông. Các mẫu đƣợc x lý ở 60, 80, 100 và
1200C với thời gian 24, 48, 72 và 96 giờ. Kết quả cƣờng độ uốn tĩnh của gỗ Thông
đƣợc x lý nhiệt trong thời gian giảm xuống so với gỗ ban đầu. Những kết quả này chỉ
ra rằng nhiều thay đổi đáng kể đạt đƣợc trong quá trình làm nóng ở nhiệt độ 600C và
800C với thời gian 96 giờ. Sự gia tăng cƣờng độ nén dọc thớ gỗ có thể đƣợc liên quan
đến việc thay đổi kết cấu gỗ. Phá hủy hệ thống hemixenlulo sớm hơn so với xenlulo và
lignin. Sự xuống cấp của hemixenlulo từ những chuỗi dài chuỗi thành những chuỗi
ngắn hơn, có khả năng chịu nén dọc thớ gỗ tốt hơn. Song cƣờng độ uốn tĩnh và cƣờng
độ nén vuông góc với thớ gỗ giảm [45].
c) Các công trình nghiên cứu về thay đổi màu sắc gỗ
Andreja KUTNAR , Milan ŠERNEK (2008), nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ
x lý thuỷ - nhiệt làm thay đổi màu sắc gỗ. Dƣới tác động của nhiệt độ cao và độ ẩm
tạo ra sự thay đổi lớn trong cấu trúc gỗ, dẫn đến thay đổi màu sắc gỗ. Màu sắc gỗ tối
hơn khi x lý ở nhiệt độ cao hơn và thời gian x lý lâu hơn. Trong x lý nhiệt với
không khí, tỉ lệ giảm độ sáng lên tới 4% khối lƣợng, gỗ đƣợc x lý thủy nhiệt tối hơn
50% so với gỗ ban đầu. Màu sắc tối hơn đƣợc khẳng định bởi sự hình thành của các
loại giảm cấp có màu từ hemixenlulo và những chiết suất tham gia vào quá trình hình
thành màu của gỗ đƣợc x lý thủy nhiệt. Sự thay đổi màu cũng liên quan đến sự hình
thành của các sản phẩm oxy hóa nhƣ quinines [20].


13

Bruno Esteves, António Velez Marques, Idalina Domingos and Helena Pereira
(2008), ―Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự thay đổi màu sắc của gỗ Thông (Pinus