BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
PHẠM THỊ ÁNH HỒNG
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TRANG SỨC BỀ MẶT SẢN PHẨM
GỖ BẰNG SƠN POLYURETHANE (PU) PHÂN TÁN NANO TIO2
Ngành: Kỹ thuật chế biến lâm sản
Mã số: 9.54.90.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Cao Quốc An
2. GS.TS. Trần Văn Chứ
Hà Nội - 2020
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sĩ kỹ thuật mang tên “Nâng cao chất lượng
trang sức bề mặt sản phẩm gỗ bằng sơn Polyurethane (PU) phân tán nano TiO2”,
mã 9.54.90.01 là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án là hoàn toàn
trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác dưới mọi
hình thức.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng Bảo vệ Luận án Tiến sĩ về lời cam
đoan của mình.
Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2020
Tác giả luận án
Phạm Thị Ánh Hồng
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................i
MỤC LỤC ..............................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .....................................................................................vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU...................................... 3
1.1. Khái quát chung về sơn Polyurethane ............................................................... 3
1.2. Đặc tính của vật liệu nano TiO2 ........................................................................ 5
1.3. Tổng quan nghiên cứu về trang sức bề mặt sản phẩm gỗ và ứng dụng vật liệu
nano để nâng cao chất lượng sơn dùng cho đồ gỗ .................................................... 6
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 6
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................ 11
1.4. Định hướng nghiên cứu của Luận án .............................................................. 16
1.4.1. Phân tích và đánh giá về các công trình nghiên cứu ..................................... 16
1.4.2. Định hướng nghiên cứu của Luận án............................................................ 17
1.5. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 18
1.6. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 18
1.6.1. Các yếu tố cố định ....................................................................................... 18
1.6.2. Các yếu tố thay đổi ...................................................................................... 19
1.7. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 19
1.7.1. Mục tiêu tổng quát ....................................................................................... 19
1.7.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................ 19
1.8. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 19
1.9. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 20
1.9.1. Phương pháp lý thuyết ................................................................................. 20
1.9.2. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................... 20
1.10. Mô tả thực nghiệm của Luận án .................................................................... 26
iii
1.10.1. Thông số đầu vào của nguyên liệu gỗ và hóa chất ...................................... 26
1.10.2. Quá trình thực nghiệm phân tán nano TiO2 với sơn PU và công nghệ trang
sức bề mặt gỗ bằng sơn PU và PU-TiO2 ................................................................ 28
1.11. Những đóng góp mới của Luận án ................................................................ 43
1.12. Ý nghĩa của Luận án ..................................................................................... 43
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................... 44
2.1. Cơ chế khô của màng sơn PU ......................................................................... 44
2.2. Cơ sở lý thuyết về vật liệu nano và nano TiO2 ................................................ 44
2.2.1. Khái niệm và phân loại vật liệu nano ........................................................... 44
2.2.2. Cấu trúc và tính chất vật lý của hạt nano TiO2 ............................................. 45
2.2.3. Lựa chọn loại nano và phương pháp phân tán nano vào sơn PU ................... 47
2.3. Cơ sở lý thuyết về công nghệ trang sức sản phẩm gỗ ...................................... 50
2.3.1. Các giả thuyết của sự bám dính.................................................................... 50
2.3.2. Quá trình hình thành màng trang sức [7], [8] ............................................... 53
2.3.3. Phương pháp trang sức sản phẩm gỗ [7], [8] ................................................ 55
2.3.4. Yêu cầu cơ bản của chất phủ dạng lỏng và nền gỗ [7], [8] ........................... 61
2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng màng trang sức [7], [8], [32], [33] ..... 61
2.4. Đặc điểm của gỗ Keo lai ................................................................................. 64
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 65
3.1. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian phân tán nano TiO2 đến chất lượng màng
trang sức ................................................................................................................ 65
3.1.1. Kiểm tra độ ổn định của nano TiO2 trong dung môi phân tán ....................... 65
3.1.2. Kết quả phổ hấp thụ UV-Vis của nan TiO2 trong dung môi phân tán ........... 66
3.1.3. Xác định sự tồn tại hạt nano TiO2 trong màng sơn PU trên bề mặt gỗ .......... 67
3.1.4. Kết quả kiểm tra độ nhớt của sơn PU-TiO2 .................................................. 69
3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian phân tán nano TiO2 đến chất lượng
màng trang sức (thực nghiệm đơn yếu tố) .............................................................. 71
3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian phân tán nano TiO2 đến chất lượng
màng trang sức (thực nghiệm đa yếu tố) ................................................................ 90
iv
3.2. Ảnh hưởng của áp suất và tốc độ di chuyển của súng phun đến chất lượng màng
trang sức .............................................................................................................. 107
3.2.1. Ảnh hưởng của áp suất và tốc độ di chuyển của súng phun đến chất lượng
màng trang sức (thực nghiệm đơn yếu tố) ............................................................ 107
3.2.2. Ảnh hưởng của áp suất và tốc độ di chuyển của súng phun đến chất lượng
màng trang sức (thực nghiệm đa yếu tố) .............................................................. 115
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 129
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ...... 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 132
