Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý của gỗ keo tai tượng (Acacia mangium Willd)

TÓM TẮT

Bài viết đã đánh giá sự ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý (khối lượng thể

tích, hiệu suất chống hút nước, hệ số chống trương nở, màu sắc) của gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp biến

tính nhiệt. Điểm chú ý quan trọng là việc ứng dụng phương pháp biến tính nhiệt với môi trường không khí áp

suất thường để xử lý gỗ Keo tai tượng. Do trong quá trình xử lý không sử dụng bất cứ loại hóa chất nào mà chỉ

thông qua tác dụng của nhiệt độ làm thay đổi tính chất gỗ nên đây là phương pháp biến gỗ thân thiện với môi

trường và con người. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ (170 - 2100C) và thời gian xử lý nhiệt (3 - 9h) đã

làm giảm khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng từ 3,51 - 22,81%. Song ngược lại, độ ổn định kích thước của

gỗ lại tăng lên thể hiện qua hiệu suất chống hút nước (WRE) đạt từ 11,92 - 22,05%, hệ số chống trương nở

(ASE) đạt từ 24,37 - 43,88%. Gỗ cũng sẫm màu và đồng đều hơn về màu sắc. Kết quả nghiên cứu được thảo

luận chi tiết trong bài báo đã góp phần bổ sung những thông tin mới về công nghệ biến tính nhiệt cho gỗ Keo

tai tượng.

pdf 7 trang phuongnguyen 2260
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý của gỗ keo tai tượng (Acacia mangium Willd)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý của gỗ keo tai tượng (Acacia mangium Willd)

Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý của gỗ keo tai tượng (Acacia mangium Willd)
Công nghiệp rừng 
160 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 
 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ NHIỆT ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU 
TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA GỖ KEO TAI TƯỢNG 
 (Acacia mangium Willd) 
Trịnh Hiền Mai1, Nguyễn Thị Yên2, Nguyễn Thị Thắm3 
1,2,3Trường Đại học Lâm nghiệp 
TÓM TẮT 
Bài viết đã đánh giá sự ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến một số chỉ tiêu tính chất vật lý (khối lượng thể 
tích, hiệu suất chống hút nước, hệ số chống trương nở, màu sắc) của gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp biến 
tính nhiệt. Điểm chú ý quan trọng là việc ứng dụng phương pháp biến tính nhiệt với môi trường không khí áp 
suất thường để xử lý gỗ Keo tai tượng. Do trong quá trình xử lý không sử dụng bất cứ loại hóa chất nào mà chỉ 
thông qua tác dụng của nhiệt độ làm thay đổi tính chất gỗ nên đây là phương pháp biến gỗ thân thiện với môi 
trường và con người. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ (170 - 2100C) và thời gian xử lý nhiệt (3 - 9h) đã 
làm giảm khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng từ 3,51 - 22,81%. Song ngược lại, độ ổn định kích thước của 
gỗ lại tăng lên thể hiện qua hiệu suất chống hút nước (WRE) đạt từ 11,92 - 22,05%, hệ số chống trương nở 
(ASE) đạt từ 24,37 - 43,88%. Gỗ cũng sẫm màu và đồng đều hơn về màu sắc. Kết quả nghiên cứu được thảo 
luận chi tiết trong bài báo đã góp phần bổ sung những thông tin mới về công nghệ biến tính nhiệt cho gỗ Keo 
tai tượng. 
Từ khóa: Biến tính nhiệt, độ ổn định kích thước, gỗ Keo tai tượng, hệ số chống trương nở, hiệu suất 
chống hút nước. 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Ở Việt Nam, Keo tai tượng được trồng rừng 
với mục đích chủ yếu cải tạo môi trường sinh 
thái, làm gỗ nguyên liệu cho ngành công 
nghiệp chế biến bột giấy, gỗ ván dăm, cây gỗ 
lớn dùng để sản xuất đồ gỗ... tuy nhiên gỗ Keo 
tai tượng ít được sử dụng để đóng đồ ngoại 
thất, đồ gỗ sử dụng nơi độ ẩm cao và các chi 
tiết đồ gỗ mang tính thẩm mỹ. 
Để sử dụng hiệu quả nguyên liệu gỗ rừng 
trồng nói chung và gỗ Keo tai tượng nói riêng 
cho sản xuất đồ gỗ, cần tập trung nghiên cứu 
xác định giải pháp biến tính phù hợp để khắc 
phục một số hạn chế thường xuất hiện ở gỗ và 
tăng cường chất lượng theo yêu cầu của sản 
phẩm. 
Trong các phương pháp biến tính gỗ hiện 
nay, phương pháp biến tính nhiệt là phương 
pháp đang được các nhà khoa học đầu tư 
nghiên cứu. Trong quá trình xử lý nhiệt không 
sử dụng bất cứ loại hóa chất nào mà chỉ thông 
qua tác dụng của nhiệt độ làm thay đổi tính 
chất gỗ, khắc phục một số khuyết tật gỗ như ổn 
định kích thước, giảm khả năng hút, nhả ẩm, 
giảm khả năng cong, vênh, nứt nẻ, đồng đều 
màu sắc gỗ tạo ra sản phẩm mới có tính 
năng tốt, đáp ứng yêu cầu sử dụng, từ đó mở 
rộng được phạm vi sử dụng gỗ rừng trồng 
(Hill, 2006). 
Trên thế giới và ở Việt Nam đã có một số 
công trình nghiên cứu về biến tính nhiệt đối 
với các loại gỗ Keo. Năm 2011, Vũ Mạnh 
Tường và Li đã công bố kết quả nghiên cứu sự 
biến đổi cấu trúc hoá học và một số tính chất 
của gỗ Keo lai sau quá trình xử lý nhiệt trong 
môi trường khí N2 với nhiệt độ từ 210
0C đến 
2300C, kết quả cho thấy gỗ Keo lai sau khi xử 
lý nhiệt hàm lượng các nhóm OH giảm xuống, 
tính hút nước giảm và tính ổn định kích thước 
tăng. Năm 2013, Nguyễn Trung Hiếu và Trần 
Văn Chứ đã nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý 
nhiệt (nhiệt độ 170 - 2100C, thời gian 2 - 10h) 
trong môi trường không khí đến tính chất cơ 
học và tính chất công nghệ của gỗ Keo tai 
tượng trồng tại Hà Giang. Kết quả nghiên cứu 
chỉ ra: Hầu hết các tính chất cơ học (độ bền 
uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh, độ bền kéo 
trượt màng keo) của gỗ đã qua xử lý nhiệt đều 
giảm so với gỗ không xử lý nhiệt, tuy nhiên độ 
bền nén dọc của gỗ được xử lý nhiệt lại tăng 
Công nghiệp rừng 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 161 
lên. Nghiên cứu dưới đây được thực hiện để 
xác định ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt 
(nhiệt độ và thời gian) đến một số chỉ tiêu tính 
chất vật lý (khối lượng thể tích, hiệu suất 
chống hút nước, hệ số chống trương nở, thay 
đổi màu sắc) của gỗ Keo tai tượng trồng tại Ba 
Vì, Hà Nội. 
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu và thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 
* Nguyên liệu gỗ: Gỗ Keo tai tượng 
- Độ tuổi: 9 - 10 năm, đây là độ tuổi phổ 
biến cho kinh doanh gỗ rừng trồng một số loài 
cây Keo làm gỗ xẻ đóng đồ mộc hiện nay ở 
Việt Nam. 
- Địa điểm khai thác: Ba Vì - Hà Nội. 
- Độ ẩm của gỗ trước khi xử lý: MC = 12 -15%. 
* Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 
- Thiết bị biến tính nhiệt; 
- Thước kẹp điện tử có độ chính xác 0,01 mm; 
- Cân điện tử, độ chính xác 0,01 g; 
- Tủ sấy: Memmert MFB400; 
- Tủ điều hòa khí hậu: TH-G180. 
Các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm được sử 
dụng đảm bảo độ tin cậy, chất lượng cao, hiện 
có tại Viện Công nghiệp gỗ - Trường Đại học 
Lâm nghiệp. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
Để có thể đánh giá được ảnh hưởng của chế 
độ xử lý nhiệt (nhiệt độ và thời gian) đến một 
số chỉ tiêu chất lượng gỗ sau khi biến tính, gỗ 
Keo tai tượng đã được xử lý biến tính nhiệt 
trong môi trường không khí ở áp suất thường 
và không sử dụng chất xúc tác. Cụ thể, nghiên 
cứu được thực hiện ở 3 cấp nhiệt độ: 1700C, 
1900C, 2100C và 3 mức thời gian: 3h, 6h, 9h, 
như vậy có tất cả 9 chế độ thí nghiệm biến tính 
gỗ và 1 chế độ thí nghiệm gỗ không qua biến 
tính (đối chứng). Quá trình lấy mẫu và xác 
định tính chất vật lý của mẫu gỗ theo tiêu 
chuẩn Việt Nam TCVN 8048-2:2009 và 
TCVN 8048-16:2009. Số lượng 15 mẫu/1 chế 
độ thí nghiệm. Các mẫu gỗ được để trong môi 
trường nhiệt độ 200C, độ ẩm 65% khoảng 2 
tuần đến khi đạt trạng thái cân bằng ẩm trước 
khi tiến hành thí nghiệm xác định các tính chất 
vật lý: Khối lượng thể tích, hiệu suất chống hút 
nước, hệ số chống trương nở, màu sắc của gỗ. 
Các số liệu được tiến hành xử lý theo lý 
thuyết thống kê toán học (Ngô Kim Khôi, 
1998). Công cụ tính toán để xử lý số liệu là 
bảng tính Excel, phần mềm thống kê 
Statgraphics Plus Version 3.0. 
Một số chỉ tiêu chất lượng gỗ dùng trong thí 
nghiệm được xác định theo các công thức sau: 
* Khối lượng thể tích gỗ: 
o
o
o
V
m
  , g/cm3 (1) 
Trong đó: 0 - Khối lượng thể tích gỗ, g/cm
3; 
mo - Khối lượng gỗ, g; Vo - Thể tích gỗ, cm
3. 
* Hiệu suất chống hút nước (WRE): 
 ,%100x
WA
WAWA
WRE
đc
btđc (2) 
Trong đó: WAđc và WAbt lần lượt là tỷ lệ 
hút nước của mẫu gỗ đối chứng và mẫu gỗ 
biến tính nhiệt sau khi ngâm trong nước lạnh 2 
tuần (%). Tỷ lệ hút nước W của mẫu gỗ sau khi 
ngâm nước được xác định theo công thức: 
 ,%100
1
1 x
m
mm
WA o
 (3) 
Với: m1 - Khối lượng của mẫu gỗ sau khi 
ngâm nước (g); mo - Khối lượng của mẫu gỗ 
được sấy khô kiệt (g). 
* Hệ số chống trương nở (ASE)]: 
 ,%100x
S
SS
ASE
đc
btđc
i
 (4) 
Trong đó: Sđc và Sbt lần lượt là tỷ lệ trương 
nở của mẫu gỗ đối chứng và mẫu gỗ biến tính 
nhiệt sau khi ngâm trong nước lạnh 2 tuần (%). 
Tỷ lệ trương nở (S) của mẫu gỗ sau khi ngâm 
nước được tính theo công thức: 
 ,%1001 x
V
VV
S
o
o (5) 
Với: V1 - Thể tích của mẫu gỗ sau khi ngâm 
nước (cm3); Vo - Thể tích của mẫu gỗ được sấy 
khô kiệt (cm3). 
* Màu sắc của gỗ: Các mẫu gỗ được scan để 
lưu lại hình ảnh về màu sắc, sử dụng máy scan 
HP Scanjet G4050 Flatbed. 
Công nghiệp rừng 
162 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Khối lượng thể tích của gỗ sau khi biến tính 
Bảng 1. Kết quả xử lý số liệu thống kê khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng, g/cm3 
Đặc 
trưng 
mẫu 
Khối lượng thể tích của gỗ (g/cm3) 
ĐC 
1700C 1900C 2100C 
3h 6h 9h 3h 6h 9h 3h 6h 9h 
X 0,57 0,55 0,53 0,52 0,51 0,49 0,48 0,47 0,45 0,44 
SD 0,03 0,04 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 
V% 5,24 6,60 4,47 4,76 5,29 4,79 5,04 5,50 6,43 6,47 
P% 0,96 1,20 0,82 0,87 0,97 0,88 0,92 1,00 1,17 1,18 
C(95%) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 
Trong đó: X , SD, V%, P%, C(95%) lần lượt là: trị số trung bình cộng, trị số sai quân phương, hệ số 
biến động, hệ số chính xác, sai số tuyệt đối của ước lượng của các mẫu trong cùng một chế độ thí nghiệm. 
Hình 1. Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt với khối lượng thể tích 
của gỗ Keo tai tượng 
* Nhận xét: 
(1) Khối lượng thể tích của gỗ Keo tai 
tượng qua biến tính nhiệt so với khối lượng thể 
tích ban đầu của mẫu đối chứng giảm khi nhiệt 
độ và thời gian xử lý nhiệt tăng. Đó là do sự 
tổn thất khối lượng gỗ bởi sự phân hủy các 
chất chiết suất và sự phá hủy các polyme vách 
tế bào mà chủ yếu là sự phá hủy hemixenlulo 
(Hill, 2006). Trong phạm vi khảo sát thì mức 
độ giảm khối lượng thể tích của gỗ theo chiều 
tuyến tính với nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt. 
Nhiệt độ xử lý càng tăng và thời gian xử lý 
càng dài thì các thành phần cấu thành nên gỗ 
như hemixenlulo, xenlulo và lignin bị nhiệt 
giải càng nhiều và sự ảnh hưởng của nó đến 
khối lượng thể tích của gỗ càng rõ rệt. Cụ thể, 
khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng giảm 
từ 3,51 - 22,81% so với mẫu đối chứng khi 
nhiệt độ và thời gian xử lý tăng từ 1700C, 3h 
lên 2100C, 9h. Ở chế độ xử lý nhiệt cao nhất, 
khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng chỉ 
còn 0,44 (g/cm3). Lúc này, nếu cứ tiếp tục gia 
nhiệt và tăng thời gian xử lý càng làm cho sự 
phân hủy các thành phần cấu trúc nên gỗ trở 
nên mãnh liệt, tỷ lệ giảm khối lượng thể tích 
của gỗ càng lớn. 
(2) Với cùng một điều kiện thời gian xử lý, 
mức độ giảm khối lượng thể tích theo nhiệt độ 
của gỗ biến tính nhiệt thay đổi rất nhanh (tỉ lệ 
giảm lớn nhất là 22,81% ở điều kiện xử lý 
2100C, 9h). Tuy nhiên, ở giai đoạn nhiệt độ 
thấp (1700C), mức độ giảm khối lượng thể tích 
Công nghiệp rừng 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 163 
so với gỗ đối chứng chỉ dao động trong khoảng 
3,51 - 8,8%. Điều này có thể giải thích là do 
khi nhiệt độ trong gỗ tăng lên, một số chất 
chiết suất trong gỗ bắt đầu dịch chuyển ra bề 
mặt gỗ và bay hơi. Ở giai đoạn nhiệt độ 170 – 
1900C, các chất chiết suất bay hơi và một phần 
hemixelulo bị phân giải làm cho gỗ nhẹ đi. Các 
phản ứng hoá học trong gỗ chưa xảy ra nhiều 
do ở phạm vi nhiệt độ này lignin và xenlulo ít 
bị phân giải. Khi nhiệt độ tiếp tục tăng đến 
2100C thì tỉ lệ giảm khối lượng của gỗ tăng lên 
rõ rệt vì phản ứng phân huỷ xenlulo chỉ mới 
bắt đầu xảy ra ở khoảng nhiệt độ từ 210 – 
2200C và chỉ thực sự đáng kể tại nhiệt độ 
2700C (Esteves và Pereira, 2009). 
(3) Mặt khác, khi tăng thời gian trong cùng 
một cấp nhiệt độ xử lý thì mức độ giảm khối 
lượng cũng tăng theo. Vì khi thời gian tăng lên 
sẽ giúp quá trình truyền nhiệt vào trong gỗ dễ 
dàng hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho nhiệt độ 
xử lý phát huy tác dụng. Đặc biệt thời gian dài, 
sự phân huỷ các chất chiết suất triệt để hơn và 
làm cho xenlulo, hemixenlulo và lignin dưới 
tác dụng của nhiệt độ cao sẽ bị phá hủy nhiều 
hơn dẫn đến khối lượng gỗ càng giảm. 
 Do khối lượng thể tích và tính năng cơ học 
của gỗ có mối quan hệ chặt chẽ với nhau nên 
sự giảm khối lượng thể tích sẽ ảnh hưởng rất 
lớn tới cường độ của gỗ sau khi biến tính và 
làm khả năng chịu lực của gỗ có thể thấp đi rất 
nhiều. Điều đó, sẽ hạn chế phạm vi sử dụng 
của gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt, hiệu 
quả kinh tế của quá trình biến tính cũng sẽ 
giảm đi. 
3.2. Tính ổn định kích thước của gỗ 
a. Hiệu suất chống hút nước (WRE) 
Bảng 2. Kết quả xử lý số liệu thống kê hiệu suất chống hút nước 
của gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, % 
Đặc 
trưng 
mẫu 
Hiệu suất chống hút nước (%) 
1700C 1900C 2100C 
3h 6h 9h 3h 6h 9h 3h 6h 9h 
X 11,92 14,42 15,95 16,87 18,86 20,10 19,15 21,14 22,05 
SD 1,18 1,49 1,60 1,57 1,63 1,64 1,46 1,65 2,41 
S% 9,91 10,35 10,05 9,30 8,65 8,13 7,62 7,81 10,93 
P% 1,81 1,89 1,83 1,70 1,58 1,49 1,39 1,43 2,00 
C(95%) 0,42 0,53 0,57 0,56 0,58 0,59 0,52 0,59 0,86 
Hình 2. Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt với hiệu suất chống hút nước 
của gỗ Keo tai tượng 
Công nghiệp rừng 
164 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 
b. Hệ số chống trương nở (ASE) 
Bảng 3. Kết quả xử lý số liệu thống kê hệ số chống trương nở 
của gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, % 
Đặc 
trưng 
mẫu 
Hệ số chống trương nở (%) 
170oC 190oC 210oC 
3h 6h 9h 3h 6h 9h 3h 6h 9h 
X 24,37 27,40 29,87 31,71 33,28 37,61 38,38 41,11 43,88 
SD 2,07 2,33 2,85 2,80 2,98 3,49 3,67 4,17 4,17 
S% 8,49 8,49 9,54 8,84 8,97 9,29 9,57 10,15 9,50 
P% 1,55 1,55 1,74 1,61 1,64 1,70 1,75 1,85 1,73 
C(95%) 0,74 0,83 1,02 1,00 1,07 1,25 1,31 1,49 1,49 
Hình 3. Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt với hệ số chống trương nở 
của gỗ Keo tai tượng 
c. Nhận xét 
Căn cứ vào các kết quả thu được ở bảng 2, 3 
và biểu đồ quan hệ hình 2, 3 ta thấy: Gỗ xử lý 
nhiệt tính ổn định kích thước cao hơn nhiều so 
với gỗ đối chứng. 
(1) Hiệu suất chống hút nước (WRE) và hệ 
số chống trương nở (ASE) đều có giá trị lớn 
hơn 0. Qua kết quả phân tích phương sai 
(ANOVA) chứng tỏ nhiệt độ và thời gian xử lý 
nhiệt có tác động rõ rệt đến sự ổn định kích 
thước của gỗ Keo tai tượng. 
(2) Trong miền thí nghiệm, hệ số chống 
trương nở và hiệu suất chống hút nước đều 
tăng cùng với sự tăng của nhiệt độ xử lý và 
thời gian. Tuy nhiên, tùy thuộc vào chế độ xử 
lý nhiệt khác nhau mà mức độ tăng này khác 
nhau, kết quả này cũng tương đồng với nhiều 
nghiên cứu khác (Trần Văn Chứ và đồng 
nghiệp, 2012; Hill, 2006). 
- Hiệu suất chống hút nước (WRE) của mẫu 
gỗ được xử lý ở 2100C, 1900C cao hơn so với 
xử lý ở 170oC. WRE lớn nhất là 22,05% thu 
được khi xử lý ở nhiệt độ 210oC trong thời 
gian 9h. Điều này chứng tỏ xử lý ở nhiệt độ 
cao, thời gian xử lý dài làm tính hút nước của 
gỗ giảm xuống, nguyên nhân chủ yếu là do sự 
thay đổi của các thành phần trong gỗ ảnh 
hưởng đến tính hút nước của chúng, ngoài ra 
xử lý nhiệt đã làm giảm hàm lượng các nhóm -
OH trong gỗ (Vũ Mạnh Tường và Li, 2011). 
- ASE cao nhất là 43,88% thu được ở nhiệt 
độ 210oC, thời gian 9h. Cùng mức thời gian xử 
lý 3h thì ASE tăng từ 24,37% (1700C) đến 
38,38% (2100C) hay trong mức thời gian xử lý 
9h thì ASE tăng từ 29,87% (1700C) đến 
43,88% (2100C). Điều này có thể giải thích 
 170oC 190oC 210oC 
Công nghiệp rừng 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 165 
như sau: Sự tồn tại của các nhóm hydroxyl 
trong các thành phần tạo nên vách tế bào, sự 
hình thành vô số các liên kết hydro giữa vách 
mao dẫn và nước là nguyên nhân làm cho gỗ bị 
co rút hoặc dãn nở. Khi tăng nhiệt độ và tăng 
thời gian xử lý, các mixen xenlulo được bao 
quanh bởi hệ thống không đàn hồi do tăng liên 
kết ngang trong khu phức hợp lignin, 
hemixenlulo được phân huỷ có chọn lọc và 
phản ứng thành một mạng lưới kỵ nước, nên 
khả năng dãn nở của gỗ giảm đi rõ rệt hay nói 
cách khác tính ổn định kích thước gỗ được 
tăng lên. 
Mặt khác, trong giai đoạn xử lý nhiệt ở 
nhiệt độ cao và thời gian tương đối dài xenlulo 
phản ứng với lignin tạo thành lignoxenlulo. 
Đồng thời trong quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt 
độ cao các nhóm -OH trong phân tử xenlulo 
trở lên kém linh động hơn nên ái lực của nó 
với nước sẽ yếu đi. 
 (3) Ở trên đồ thị hình 2, 3, còn thể hiện rõ 
sự thay đổi WRE và ASE trong cùng một điều 
kiện thời gian, WRE và ASE tăng nhanh trong 
khoảng nhiệt độ 1700C - 1900C nhưng tới 
2100C thì mức độ tăng này chậm dần. Ví dụ 
với thời gian xử lý 9h, WRE tăng từ 15,95% 
(1700C) đến 20,1% (1900C) nhưng chỉ tăng tới 
22,05% ở nhiệt độ 2100C. Trong cùng một 
nhiệt độ xử lý, trường hợp này cũng xảy ra 
tương tự. Điều này không loại trừ khả năng khi 
tiếp tục tăng nhiệt độ và thời gian xử lý ngoài 
miền khảo sát thì WRE và ASE có thể không 
đổi. Thậm chí, do môi trường xử lý là không 
khí thì WRE và ASE có thể giảm xuống. 
3.3. Màu sắc của gỗ 
Do một số hạn chế về điều kiện tiến hành 
nghiên cứu nên không xác định tương quan 
giữa nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt với màu 
sắc gỗ Keo tai tượng. Tuy nhiên, qua đánh giá 
bằng trực quan, ta nhận thấy: 
- Sau khi xử lý nhiệt, màu sắc gỗ trở nên 
đậm hơn và đồng đều hơn, khắc phục những 
nhược điểm về màu sắc của mẫu đối chứng. 
- Gỗ có màu nâu nhạt đến nâu, gần giống 
với màu sắc của một số loại gỗ nhiệt đới quí 
hiếm. Sự thay đổi màu sắc khác nhau tùy vào 
từng chế độ xử lý nhiệt. Màu sắc gỗ đậm hơn 
khi xử lý ở nhiệt độ cao hơn và thời gian xử lý 
lâu hơn. Nhận định ban đầu cho thấy, nhiệt độ 
và thời gian xử lý nhiệt cũng có ảnh hưởng 
đáng kể tới màu sắc của gỗ. Gỗ có màu đậm 
nhất là ở chế độ xử lý cao nhất (nhiệt độ 2100C 
và thời gian 9h). Kết quả nghiên cứu này tương 
đồng với nghiên cứu của Vũ Mạnh Tường và 
Li (2010). 
 ĐC 1700C-3h 1700C-6h 1700C-9h 1900C-3h 1900C-6h 1900C-9h 2100C-3h 2100C-6h 2100C-9h 
Hình 4. Màu sắc của gỗ Keo tai tượng sau khi biến tính nhiệt 
IV. KẾT LUẬN 
 (1) Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử 
lý nhiệt tới một số chỉ tiêu chất lượng gỗ Keo 
tai tượng: Khi biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng 
trong môi trường không khí thường (nhiệt độ 
1700C, 1900C, 2100C và thời gian 3h, 6h, 9h), 
một số tính chất vật lý của gỗ đã có sự thay 
đổi, sự thay đổi đó có quan hệ chặt chẽ với 
nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt. Cụ thể, trong 
miền khảo sát thực nghiệm, độ ổn định kích 
thước của gỗ được đánh giá qua hệ số ASE và 
WRE đều tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ và thời 
gian xử lý nhiệt. Hệ số ASE có thể tăng từ 
24,37 - 43,88% còn WRE tăng từ 11,92 - 
22,05%. Tuy nhiên, khối lượng thể tích của gỗ 
lại giảm đi so với gỗ chưa được xử lý (3,51% - 
Công nghiệp rừng 
166 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 4 - 2018 
22,81%). Khối lượng thể tích giảm nhẹ trong 
khoảng nhiệt độ 170 - 190oC nhưng từ 2100C 
thì bắt đầu giảm mạnh. 
 (2) Khả năng sử dụng gỗ Keo tai tượng sau 
xử lý nhiệt: Qua các kết quả kiểm tra tính chất 
vật lý của gỗ Keo tai tượng ở 9 chế độ xử lý 
nhiệt cho thấy: Mặc dù nhiệt độ và thời gian xử 
lý nhiệt đã làm giảm khối lượng thể tích của 
gỗ, song ngược lại, độ ổn định kích thước của 
gỗ lại tăng lên rất nhiều. Gỗ cũng sẫm màu và 
đồng đều hơn về màu sắc nên so với các yêu 
cầu về tính chất vật lý của nguyên liệu dùng 
cho đồ gỗ thì chúng hoàn toàn đảm bảo chất 
lượng cho sử dụng. Đặc biệt là đồ ngoại thất và 
đồ gỗ dùng ở những nơi độ ẩm cao như bàn 
ghế, tủ bếp, ván ốp tường, đồ dùng trong 
phòng tắm hơi... 
(3) Quy trình công nghệ biến tính nhiệt gỗ 
Keo tai tượng: Với quy trình biến tính như 
chúng tôi đã thực nghiệm, có thể nói biến tính 
nhiệt gỗ Keo tai tượng trong môi trường không 
khí là một phương pháp biến tính thực sự hiệu 
quả, tương đối đơn giản và dễ thực hiện, có thể 
ứng dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất vừa 
và nhỏ, nhằm mục đích nâng cao hiệu quả sử 
dụng của gỗ Keo tai tượng cả về số lượng và 
chất lượng trong công nghiệp sản xuất đồ gỗ 
hiện nay. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Trần Văn Chứ, Trịnh Hiền Mai, Lê Xuân Phương 
(2012). Công nghệ biến tính gỗ, Sách tham khảo. 
Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội. 
2. Ngô Kim Khôi (1998). Thống kê toán học trong 
lâm nghiệp. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 
3. Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng (2009). 
Tiêu chuẩn nhà nước về gỗ và sản phẩm từ gỗ, TCVN 
8048-2:2009 và TCVN 8048-15:2009. 
4. Callum.A.S. Hill (2006). Wood modification: 
Chemical, thermal and other processes. John Wiley and 
Sons, Ltd. 
5. Esteves B, Pereira H. (2009). Wood modification 
by heat treatment: A review. [J]. Bioresources, 4(1): 
370-404. 
6. Tuong, V.M, Li J (2010). Effect of heat treatment 
on the change in color and dimensional stability of 
acacia hybrid wood. [J]. BioRes, 5(2): 1257-1267 
7. Tuong V M, Li J. (2011). Changes caused by heat 
treatment in chemical composition and some physical 
properties of acacia hybrid sapwood, [J]. Holzforschung, 
65(1): 67-72. 
8. Nguyễn Trung Hiếu và Trần Văn Chứ (2013). Ảnh 
hưởng của xử lý nhiệt đến tính chất cơ học của gỗ Keo 
tai tượng trồng tại Hà Giang. Tạp chí Khoa học và Công 
nghệ Lâm nghiệp, Số 2, 2013. 
EFFECT OF HEAT TREATMENT PARAMETERS ON PHYSICAL 
AND MECHANICAL PROPERTIES OF ACACIA MANGIUM WILLD 
Trinh Hien Mai1, Nguyen Thi Yen2, Nguyen Thi Tham3 
1,2,3Vietnam National University of Forestry 
SUMMARY 
The article presents the effects of heat treatment parameters on physical properties of Acacia mangium wood 
(density, water repellence effectiveness, anti-swelling efficiency and color change) by thermal modification 
method. The most significant note is the application of thermal modification method with the air environment 
at atmospheric air pressure to treat Acacia mangium wood. Due to the fact that the proccess did not use any 
chemicals, only through the effect of temperature, so this is a wood modification method very friendly with the 
environment and humans. The results of the study showed that the heat treatment temperature (170 - 2100C) 
and time (3 - 9h) reduced density of Acacia mangium wood from 3.51 - 22.81%. In contrast, dimensional 
stability of the wood increased significantly with water repellence effectiveness (WRE) from 11.92 - 22.05%, 
anti-swelling efficiency (ASE) from 24.37 - 43.88%. The wood was darker and more uniform in color. More 
research results were discussed in detail in the article and contributed to the understanding on thermal 
modification technology for A. mangium. 
Keywords: A. mangium, anti-swelling efficiency, dimensional stability, heat treatment, water repellence 
effectiveness. 
Ngày nhận bài : 06/6/2018 
Ngày phản biện : 10/7/2018 
Ngày quyết định đăng : 23/7/2018 

File đính kèm:

  • pdfanh_huong_cua_che_do_xu_ly_nhiet_den_mot_so_chi_tieu_tinh_ch.pdf