Tên luận án:
NÂNG CAO TÍNH KỴ NƯỚC VÀ CHỐNG TIA UV CHO GỖ BỒ ĐỀ (Styrax tonkinensis) BẰNG CÔNG NGHỆ PHỦ ZnO
Ngành:
Kỹ thuật Chế biến Lâm sản
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung giải quyết những hạn chế của gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) – một vật liệu tái tạo được sử dụng rộng rãi nhưng dễ bị hút ẩm và hư hại bởi tia UV. Mục tiêu chính là nâng cao tính kỵ nước và khả năng chống tia UV cho gỗ Bồ đề thông qua công nghệ phủ ZnO, đồng thời làm rõ cơ chế hoạt động và bổ sung lý luận trong lĩnh vực biến tính gỗ bằng công nghệ nano.
Nghiên cứu đã phát triển và đánh giá hai phương pháp phủ ZnO: thủy nhiệt và phun, kết hợp xử lý bằng axit stearic để tối ưu hóa đặc tính bề mặt. Các phân tích cấu trúc hiển vi (FE-SEM) và tinh thể (XRD, EDX) cho thấy lớp phủ ZnO tạo ra cấu trúc thứ bậc micro/nano trên bề mặt gỗ. Kết quả thực nghiệm chứng minh gỗ Bồ đề sau khi phủ ZnO có tính năng siêu kỵ nước vượt trội với góc tiếp xúc giọt nước lớn hơn 150 độ, khả năng chống tia UV được cải thiện đáng kể thông qua độ bền màu, và khả năng chống bám bẩn hiệu quả.
Luận án cũng đã tối ưu hóa các điều kiện xử lý axit stearic, xác định nồng độ dung dịch 2% và thời gian ngâm 235 phút là phù hợp nhất để đạt hiệu quả kỵ nước tối ưu. Để tăng cường độ bền của lớp phủ siêu kỵ nước, phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO đã được nghiên cứu, cho thấy khả năng duy trì tính siêu kỵ nước bền vững hơn sau nhiều chu kỳ tác động cơ học như phun nước và sấy, với độ giảm góc tiếp xúc chỉ khoảng 3% sau 5 chu kỳ. Lớp phủ epoxy kết hợp ZnO còn đóng vai trò bảo vệ, hạn chế sự thay đổi màu sắc của gỗ dưới tác động của tia UV.
Những đóng góp của luận án bao gồm việc xây dựng hai quy trình công nghệ phủ ZnO cho gỗ Bồ đề, giải thích các cơ chế nâng cao tính năng vật liệu, và là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu một cách hệ thống công nghệ phủ ZnO cho loại gỗ này. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần bổ sung lý luận khoa học mà còn mở ra hướng ứng dụng mới, nâng cao giá trị sử dụng cho gỗ Bồ đề và các loại gỗ rừng trồng khác ở Việt Nam.
Mục lục chi tiết:
- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
- 1.1. Nghiên cứu ngoài nước tạo lớp phủ micro/nano vô cơ trên gỗ
- 1.2. Nghiên cứu trong nước về biến tính gỗ bằng công nghệ nano
- 1.3. Kết luận rút ra từ tổng quan
- 1.4. Mục tiêu nghiên cứu
- 1.4.1. Mục tiêu tổng quát
- 1.4.2. Mục tiêu cụ thể
- 1.5. Những đóng góp mới của luận án
- 1.6. Ý nghĩa của luận án
- 1.6.1. Ý nghĩa khoa học
- 1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Vật liệu nghiên cứu
- 2.1.1. Mẫu gỗ
- 2.1.2. Hóa chất
- 2.2. Phạm vi nghiên cứu
- 2.3. Cách tiếp cận và nội dung nghiên cứu
- 2.3.1. Nghiên cứu khả năng phủ ZnO để nâng cao tính kỵ nước và chịu UV cho gỗ Bồ đề
- 2.3.2. Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện xử lý a xít stearic cho màng ZnO trên gỗ Bồ đề
- 2.3.3. Nghiên cứu nâng cao khả năng duy trì tính năng siêu kỵ nước của gỗ Bồ đề bằng phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO
- 2.4. Phương pháp nghiên cứu
- 2.4.1. Phương pháp lý thuyết
- 2.4.2. Phương pháp thực nghiệm
- 2.4.3. Phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu
- CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
- 4.1. Khả năng phủ ZnO để nâng cao tính kỵ nước và chịu UV cho gỗ Bồ đề
- 4.1.1. Cấu trúc hiển vi của lớp phủ ZnO trên gỗ Bồ đề
- 4.1.2. Cấu trúc tinh thể của lớp phủ ZnO trên gỗ Bồ đề
- 4.1.3. Tính năng kỵ nước của gỗ Bồ đề phủ ZnO
- 4.1.3. Tính năng chịu ẩm của gỗ Bồ đề phủ ZnO
- 4.1.5. Tính năng chịu nước của gỗ Bồ đề phủ ZnO
- 4.1.6. Tính năng chịu UV của gỗ Bồ đề phủ ZnO qua độ bền màu
- 4.1.7. Khả năng chống bám bẩn bề mặt của gỗ Bồ đề phủ ZnO
- 4.2. Tối ưu điều kiện xử lý a xít stearic cho màng ZnO trên gỗ Bồ đề
- 4.3. Nâng cao khả năng duy trì tính năng siêu kỵ nước của gỗ Bồ đề bằng phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO
- 4.3.1. Cấu trúc hiển vi của lớp phủ epoxy kết hợp ZnO trên gỗ Bồ đề
- 4.3.2. Cấu trúc tinh thể của lớp phủ epoxy kết hợp ZnO trên gỗ Bồ đề
- 4.3.3. Tính năng kỵ nước của gỗ Bồ đề phủ epoxy kết hợp ZnO
- 4.3.4. Tính năng chịu UV của gỗ Bồ đề phủ epoxy kết hợp ZnO qua độ bền màu
- 4.4. Đề xuất quy trình công nghệ phủ gỗ Bồ đề bằng ZnO
- 4.4.1. Quy trình công nghệ phủ ZnO cho gỗ Bồ đề bằng phương pháp thủy nhiệt
- 4.4.2. Quy trình công nghệ phủ ZnO cho gỗ Bồ đề bằng phương pháp phun
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ