NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY CHUYỂN HÓA LÊN CẤU TRÚC VI MÔ VÀ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA THÂN TRE

Lê Thị Giang1, , Lê Thế Phương2, Nguyễn Minh Vương3, Lương T. Kim Phượng1, Nguyễn Lê Thi1, Trịnh Thị Huyền1, Hà Xuân Giáp1
1 Trường Đại học Hồng Đức
2 Trường THPT Nguyễn Thị Lợi
3 Trường Đại học Điện Lực

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Tre là vật liệu sinh thái tiềm năng nhưng độ ẩm cao và hiện tượng nứt trong sấy gây khó khăn cho ứng dụng công nghiệp. Nghiên cứu dùng nhiễu xạ tia X (XRD) và các phép đo cơ học theo TCVN 8048:2009 để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ sấy chuyển hóa (110, 130, 150 °C) đến cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của thân tre luồng.

Độ bền uốn tĩnh và nén dọc thớ của các mẫu sấy chuyển hóa tăng đáng kể so với đối chứng nhưng giảm dần khi nhiệt độ tăng, phù hợp xu hướng suy giảm độ kết tinh cellulose. Độ bền kéo dọc thớ giảm nhẹ nhưng vẫn trong khoảng đặc trưng của tre bền cao; 110 °C cho hiệu quả tốt nhất.

Kết quả là cơ sở để tối ưu điều kiện sấy chuyển hóa trong sản xuất công nghiệp, rút ngắn thời gian sấy mà vẫn đảm bảo chất lượng. Cần nghiên cứu thêm ở nhiệt độ dưới 110 °C để xác định điều kiện tối ưu.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

[1] Xiaobo, L, Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fiberboard manufacturing. Theses, Louisiana State University, 2004.
[2] Tang, T. K. H., Welling, J., & Liese, W, Kiln drying for bamboo culm parts of the species Bambusa stenostachya, Dendrocalamus asper and Thyrsostachys siamensis. Journal of the Indian Academy of Wood Science. 10(1):26-31, 2013. DOI: 10.1007/s13196-013-0089-4.
[3] Yan, Y., Fei, B. H., & Liu, S. Q, The relationship between moisture content and shrinkage strain in the process of bamboo air seasoning and cracking. Drying Technology. 40:571-580, 2022. DOI: 10.1080/07373937.2020.1819307.
[4] Tang, T., Zhang, B., Liu, X., Wang, W., Chen, X., & Fei, B, Synergistic effects of tung oil and heat treatment on physicochemical properties of bamboo materials. Scientific Reports. 9:1-11, 2019. DOI: 10.1038/s41598-019-49240-8.
[5] Fatrawana, A., Maulana, S., Nawawi, D. S., Sari, R. K., Hidayat, W., Park, S. H., Febrianto, F., Lee, S. H., & Kim, N. H, Changes in chemical components of steam-treated betung bamboo strands and their effects on the physical and mechanical properties of bamboo-oriented strand boards. European Journal of Wood and Wood Products. 77:731–739, 2019. DOI: 10.1007/s00107-019-01426-7.
[6] Huang, Y., Ji, Y., & Yu, W, Development of bamboo scrimber: A literature review. Journal of Wood Science. 65:1-10, 2019. DOI: 10.1186/s10086-019-1806-4.
[7] Manalo, R. D., & Acda, M. N, Effects of hot oil treatment on physical and mechanical properties of three species of Philippine bamboo. Journal of Tropical Forest Science. 21(1):19-24, 2009.
[8] Feng, Q., Huang, Y., Ye, C., Fei, B., & Yang, S, Impact of hygrothermal treatment on the physical properties and chemical composition of Moso bamboo (Phyllostachys edulis). Holzforschung. 75(7):614-625, 2021. DOI: 10.1515/hf-2020-0017.
[9] Cheng, D., Jiang, S., & Zhang, Q, Effect of hydrothermal treatment with different aqueous solutions on the mold resistance of Moso bamboo with chemical and FTIR analysis. BioResources. 8:371-382, 2013. DOI: 10.15376/biores.8.1.371-382.
[10] Tang, T., Chen, X., Zhang, B., Liu, X., & Fei, B, Research on the physico-mechanical properties of Moso bamboo with thermal treatment in tung oil and its influencing factors. Materials. 12:599, 2019. DOI: 10.3390/ma12040599.
[11] Chung, M. J., & Wang, S. Y, Effects of peeling and steam-heating treatment on basic properties of two types of bamboo culms (Phyllostachys makinoi and Phyllostachys pubescens). Journal of Wood Science. 63:473-482, 2017. DOI: 10.1007/s10086-017-1647-y.
[12] Zhu, R., Zhang, Y., & Yu, W, Changes in the chemical properties of Phyllostachys iridescens bamboo with steam treatment. Bioresources. 10(3):5987-5993, 2015. DOI: 10.15376/biores.10.3.5987-5993.
[13] Lv, H., Chen, X., Liu, X., Fang, C., Liu, H., Zhang, B., & Fei, B, The vacuum-assisted microwave drying of round bamboos: Drying kinetics, color and mechanical property. Materials Letters. 223:159-162, 2018. DOI: 10.1016/j.matlet.2018.04.038.
[14] Azeez, M. A., & Orege, J. I, Bamboo, its chemical modification and products, in Bamboo - Current and Future Prospects, 25-48, 2018. DOI: 10.5772/intechopen.76359.
[15] Kang, X., Kirui, A., Dickwella Widanage, M. C., et al, Lignin-polysaccharide interactions in plant secondary cell walls revealed by solid-state NMR. Nature Communications. 10:1-9, 2019. DOI: 10.1038/s41467-018-08252-0.
[16] Nguyen, Q., Nguyen, T., & Nguyen, N, Effects of bleaching and heat treatments on Indosasa angustata bamboo in Vietnam. BioResources. 14:6608-6618, 2019. DOI: 10.15376/biores.14.3.6608-6618.
[17] Brito, F. M. S., Paes, J. B., da Oliveira, J. T. S., Arantes, M. D. C., Vidaurre, G. B., & Brocco, V. F, Physico-mechanical characterization of heat-treated glued laminated bamboo. Construction and Building Materials. 190:719-727, 2018. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.057.
[18] Azadeh, A., & Ghavami, K, The influence of heat on shrinkage and water absorption of Dendrocalamus giganteus bamboo as a functionally graded material. Construction and Building Materials. 186:145-154, 2018. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.07.011.
[19] Zhang, Y. M., Yu, Y. L., & Yu, W. J, Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescens bamboo. European Journal of Wood and Wood Products. 71:61-67, 2013. DOI: 10.1007/s00107-012-0643-6.
[20] Wang, Q., Wu, X., Yuan, C., Lou, Z., & Li, Y, Effect of saturated steam heat treatment on physical and chemical properties of bamboo. Molecules. 25(8):1999, 2020. DOI: 10.3390/molecules25081999.
[21] Li, J., Chen, Y., Xu, J., Ren, D., Yu, H., Guo, F., & Wu, Z, The influence of media treatments on color changes, dimensional stability, and cracking behavior of bamboo scrimber. International Journal of Polymer Science. 2018:1-7, 2018. DOI: 10.1155/2018/6068589.
[22] Yang, S. M., Jiang, Z. H., Ren, Q. H., & Fei, B. H, Determination of cellulose crystallinity of bamboo culms with X-ray diffraction spectrum. Journal of Northeast Forestry University. 38(8):75-77, 2010. DOI: 10.13759/j.cnki.dlxb.2010.08.036.
[23] Kim, D. Y., Nishiyama, Y., Wada, M., Kuga, S., & Okano, T, Thermal decomposition of cellulose crystallites in wood. Holzforschung. 55(5):521-524, 2001. DOI: 10.1515/HF.2001.084.
[24] Jiang, Z., Liu, Z., Fei, B., Cai, Z., & Yu, Y, The pyrolysis characteristics of moso bamboo. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 94:48-52, 2012. DOI: 10.1016/j.jaap.2011.10.010.
[25] Surian, E, A study of the physical-mechanical properties of bamboo in Indonesia, in Proceedings of the Built Environment, Science and Technology International Conference, pp. 154-162, 2018. DOI: 10.5220/0008904601540162.