Tổng hợp keo dán gỗ từ dầu vỏ hạt điều

STNN - Sản phẩm của nhóm tác giả ở Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, có thể thay thế một số keo dán hóa học.

• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về keo dán gỗ

Keo dán gỗ (chất kết dính gỗ) đóng một vai trò quan trọng trong ngành chế biến lâm sản, là nhân tố chính ảnh hưởng đến việc sử dụng hiệu quả gỗ và lâm sản. Hiện nay, Ure-Formaldehyde (UF) và Phenol-Formaldehyde (PF) là hai loại keo được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất ván nhân tạo và sản xuất đồ mộc bởi giá thành thấp và dễ sử dụng. Tuy nhiên, các loại keo dán gỗ này, được sản xuất từ nguồn nguyên liệu hóa thạch, không có khả năng tái tạo. Bên cạnh đó, hàm lượng formaldehyde dư chứa trong keo, các sản phẩm gỗ sau chế biến, có ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

Vì thế việc nghiên cứu tạo ra các loại keo dán mới có thành phần nguồn gốc sinh học, giảm lượng phát thải formaldehyde để sản xuất vật liệu gỗ và sản phẩm gỗ nội thất là vấn đề cần thiết.

Trong công nghiệp chế biến hạt điều, dầu vỏ hạt điều là sản phẩm phụ thu hồi trong quá trình sản xuất với tỷ lệ khoảng 10–15% trọng lượng hạt. Các thành phần hoá học chủ yếu của dầu vỏ hạt điều gồm axit anacacdic (82%), cacdol (13,8%), 2-metylcacdol (2,6%) và cacdanol (1,6%). Đây là các hợp chất phenol tự nhiên, có gắn với mạch cacbuahydro không no. Trong quá trình chế biến hạt điều để tách nhân và vỏ hạt điều thường tiến hành ở nhiệt độ cao vì thế axit anacacdic bị khử mất CO2 và trở thành cacdanol. Từ những đặc điểm này mà dầu vỏ hạt điều đã và đang được sử dụng làm vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau, như vật liệu sơn phủ, làm má phanh ô tô, thuốc bảo quản lâm sản, keo dán,...

Việt Nam là nước có ngành công nghiệp chế biến hạt điều lớn nhất thế giới, lượng dầu vỏ hạt điều tạo ra vì thế cũng rất lớn. Ước tính, sản lượng dầu vỏ hạt điều của Việt Nam là 600.000 tấn/năm, chiếm hơn một nửa sản lượng dầu vỏ hạt điều thế giới.

Tận dụng nguồn nguyên liệu dầu vỏ hạt điều hiện có trong nước, nhóm tác giả ở Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp keo chịu nước, thân thiện với môi trường từ nguyên liệu dầu vỏ hạt điều phục vụ trong công nghiệp chế biến gỗ trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk”.

Kết quả, nhóm đã phân tích và lựa chọn các thông số công nghệ tạo keo như sau: tỷ lệ nguyên liệu dầu vỏ hạt điều thay thế cho phenol là 25%, thời gian nấu 150 phút, trong đó thời gian phản ứng tạo keo là 80 phút, nhiệt độ nấu 80^oC, tốc độ khuấy 70 vòng/ phút. Keo có độ pH 11, độ nhớt 300mPas, hàm lượng formaldehyde tự do 0,06%, thời gian sống của keo 40 ngày, hàm lượng khô 53,5%.

Đề tài cũng xác định được các thông số công nghệ ép ván, với nhiệt độ ép 120^oC, thời gian ép 15 phút/mẻ, áp lực ép 1,2MPa, lượng keo tráng 120g/m2 bề mặt. Với các chỉ tiêu này, cho kết quả ván dán đạt chất lượng và các yêu cầu sử dụng trong điều kiện môi trường ngoài trời, độ ẩm cao. Ván đạt tiêu chuẩn theo ASTM D3043-17 và TCVN 8328-2. So sánh tính chất cơ học và vật lý của ván sử dụng keo dầu vỏ hạt điều, cho thấy tương đương với ván dán sử dụng keo PF.

Nhóm tác giả cũng đã xây dựng được quy trình tổng hợp keo dán từ dầu vỏ hạt điều và mô hình sản xuất ván dán sử dụng keo từ dầu vỏ hạt điều quy mô 400m³/năm (tương đương khoảng 500 tấn keo/năm).

Đề tài của nhóm tác giả đã được Sở KH&CN Đắk Lắk nghiệm thu, kết quả đạt. Các quy trình do nhóm xây dựng có thể chuyển giao cho các đơn vị có nhu cầu sản xuất loại keo này.

Thạch Thảo (khoahocphattrien.vn)