Sản xuất gỗ nhựa composite thân thiện môi trường

Kinh tế tuần hoàn

03/10/2021

Các nhà Khoa học Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất gỗ nhựa composite ứng dụng cả nội và ngoại thất, có độ bền cao và thân thiện với môi trường.

Theo thông tin từ Viện Kỹ thuật nhiệt đới, nhóm các nhà khoa học của Viện đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất gỗ nhựa composite trong nhà có độ bền cao và thân thiện môi trường. Đây là thành quả sau nhiều năm nghiên cứu chế tạo vật liệu gỗ nhựa của nhóm nhà khoa học. Công nghệ đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế cho gỗ nhựa composite trong nhà và bằng độc quyền giải pháp hữu ích cho gỗ nhựa composite ngoài trời.

Xu thế sản xuất bền vững trong ngành chế biến gỗ

Thực tế, ý tưởng tận dụng các phế phẩm trong sản xuất nông - lâm nghiệp, như dăm gỗ, mảnh gỗ làm nguyên liệu cho các sản phẩm khác không quá mới. Điều này xuất phát từ thực tế lượng phế phẩm thải ra trong các ngành sản xuất rất lớn. Các doanh nghiệp đồng thời cũng đang phải chi trả một số kinh phí không nhỏ để xử lý các phụ phẩm thải bỏ trong quá trình sản xuất.

Bài học từ các quốc gia vận dụng tốt mô hình kinh tế tuần hoàn trong sản xuất nông - lâm nghiệp cho thấy nguồn phụ phẩm thải bỏ này hoàn toàn có thể sử dụng rất hiệu quả cho các hoạt động sản xuất khác, như nguyên liệu sản xuất nấm, sản xuất thức ăn chăn nuôi, vật liệu độn chuồng, đệm lót sinh học, phân bón hoặc làm nguyên liệu sinh khối... Theo các chuyên gia, nếu tận dụng tốt, phụ phẩm nông nghiệp có thể mang lại cho nền kinh tế tới 5 tỷ USD/năm.

Cách đây không lâu, nhóm nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng đã nghiên cứu thành công phương pháp sử dụng nấm mục để sản xuất bio-composite từ dăm gỗ, rơm và rạ. Đề tài đã được đơn vị chủ trì là Bộ Công Thương nghiệm thu vào năm 2020. Qua đó cho thấy tiềm năng ứng dụng công nghệ vào thực hiện mô hình kinh tế tuần hoàn cho ngành sản xuất gỗ nói riêng và sản xuất nông - lâm nghiệp nói chung rất khả thi.

Sản phẩm gỗ composite thân thiện môi trường của Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng. Ảnh: congnghiepsinhocvietnam.com.vn

Sản phẩm composite gỗ nhựa made in Vietnam

Với đề tài sản xuất gỗ nhựa composite thân thiện môi trường, chủ nhiệm đề tài PGS. TS. Nguyễn Vũ Giang cho biết điểm khác biệt của phương pháp này là nguyên liệu được sử dụng là phế phẩm sản xuất gỗ sau khi được xử lý, nghiền thành bột sẽ được kết hợp với các loại polyme nhiệt dẻo phổ biến như PE, PP, PVC, PA… và các chất phụ gia khác. Nguyên liệu sau đó sẽ tạo thành một hỗn hợp dẻo có thể đùn ép, composite nhựa gỗ, trên quy mô công nghiệp.

Để tạo ra vật liệu gia cường cho nhựa nhiệt dẻo, có khả năng gắn kết gỗ và nhựa, nhóm nghiên cứu đã áp dụng những phụ gia và kỹ thuật đặc biệt, không gây ô nhiễm môi trường. Theo đó, bột gỗ được trộn vào dung dịch TEOS để tạo ra các hạt nano SiO2 có khả năng liên kết với nhóm -OH trong bột gỗ. Khi các hạt SiO2 này bám vào bề mặt bột gỗ, chúng sẽ lấp đầy các lỗ trống khiến bột gỗ được phủ tấm áo mới kị nước và trở nên tương thích hơn với bề mặt nhựa. Các chất hóa học trong phụ gia sẽ khơi mào cho những phản ứng tạo liên kết ngang, hình thành nên cầu nối giữa vật liệu nhựa nền và bột gỗ.

Ưu điểm nổi bật của các hạt, màng nano này là làm tăng bề mặt riêng của bột gỗ tiếp xúc nhựa nền trong quá trình phối trộn nóng chảy, do đó làm tăng khả năng kết dính với nền nhựa khi hình thành sản phẩm cuối. Kỹ thuật phối trộn với tốc độ cao lên tới hàng trăm vòng/phút và nhiệt ma sát trong khi quay sẽ khiến bột gỗ dàn đều trên nền nhựa. Kết thúc quá trình này, hỗn hợp sệt sẽ được đưa vào máy đùn trục vít để đẩy khuôn, qua hệ thống làm mát bằng nước và ra thành phẩm profile composite nhựa gỗ.

PGS. TS. Nguyễn Vũ Giang bên dây chuyền sản xuất composite nhựa gỗ. Ảnh: Viện Kỹ thuật nhiệt đới.

PGS. TS. Nguyễn Vũ Giang cho biết, vấn đề của bột gỗ và nền nhựa là khó tương thích với nhau. Phương pháp xử lý này đã giải quyết được bài toán trên, với kết quả đưa lượng bột gỗ vào hỗn hợp lên tới 70% hoặc hơn tùy vào yêu cầu từng sản phẩm.

Theo chủ nhiệm nghiên cứu, vật liệu này khắc phục được cả hai nhược điểm của vật liệu nguyên thủy là khả năng chống thấm, chống ẩm tốt, tính thẩm mỹ cao và dễ tạo hình. Thêm vào đó, chất liệu gỗ nhựa composite hoàn toàn có thể được thu hồi và xử lý thành dạng hỗn hợp ban đầu trước khi gia công. Như vậy tái sử dụng gần như triệt để nguồn nguyên vật liệu và giảm thiểu tối đa khả năng xả rác ra môi trường.

Với tiềm năng ứng dụng khả quan, công nghệ đã được một số doanh nghiệp sản xuất gỗ trong nước đưa vào ứng dụng và sản phẩm đã được xuất khẩu sang một số thị trường châu Âu và Trung Đông. Theo PGS. TS. Nguyễn Vũ Giang thì đơn vị sản xuất rất hào hứng vì sản phẩm được khách hàng phản hồi tốt, đồng thời cũng giúp doanh nghiệp giải bài toán về sản xuất bền vững, tiết giảm chi phí.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ tiếp tục phát triển nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng vật liệu composite, đáp ứng các nhu cầu cụ thể khác của nhà sản xuất.

Thanh Thanh

Tags: