Vật liệu MDF

..:: HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH -SPECIALIZED CHEMISTRY MATERIALS SCIENCE & MICRO-NANOTECHNOLOGY
1

Các pác ơi! Ai biết nguồn thông tin về vật liệu MDF thì chỉ cho tui với ha. Đang rất cần chuẩn bị báo cáo. Cám ơn nhìu:24h_057:

2

-MDF: medium density fiberboard

Nhưng trong thực tế, MDF là tên gọi chung cho cả ba loại sản phẩm ván ép bột sợi có tỷ trọng trung bình (medium density) và độ nén chặt cao (hardboard). Để phân biệt, người ta dựa vào thông số cơ lý, độ dày và cách xử lý bề mặt.

Đây là sản phẩm composite gỗ nhân tạo. Họ composite gỗ gồm: plywood, MDF, OSB, PB, WB. Bình dân trong dân nghề gỗ thường nói là ván ép gỗ lạng ( plywood), MDF ( ván ép bột sợi), ván ép dăm (OSB, PB, WB).

-MDF có các thành phần cơ bản gồm: bột sợi gỗ, chất kết dính, parafin wax, chất bảo vệ gỗ, bột độn vô cơ.

-Sản phẩm composite gỗ nói chung và MDF nói riêng có những tính chất cơ lý cơ bản như sau:

Tỷ trọng ( kg/m 3) Độ bến uốn gãy (MOR) (đơn vị MPa) Modul uốn (MOE) ( đơn vị MPa) Độ bền liên kết nội (đơn vị MPa) Lực giữ đinh vít ( đơn vị N) Độ trương nở trong nước ( tính theo phần trăm tỷ lệ ) Độ hấp thụ nước ( %) Độ bền chịu nước (MOR,MOE của sản phẩm ngâm trong nước) Lượng formaldehyde thải ra (ppm)

  • Có hai kiểu quy trình sản xuất MDF: quy trình khô, quy trình ướt. Quy trình khô : keo , phụ gia được phun trộn vào bột gỗ khô trong máy trộn -sấy sơ bộ. Bột sợi đã áo keo sẽ được trải ra bằng máy rải -cào thành 2-3 tầng tùy theo khổ, cỡ dày của ván đính sản xuất. Các tầng này được chuyển qua máy ép có gia nhiệt. Máy ép thực hiện ép nhiều lần ( 2 lần). Lần 1 ( ép sơ bộ) cho lớp trên, lớp thứ 2 , lớp thứ 3 Lần ép 2 là ép tiếp cả ba lớp lại. Chế độ nhiệt được thiết lập để sao cho đuổi hơi nước và làm keo hóa rắn từ từ. Sau khi ép, ván được xuátra , cắt bỏ biên, chà nhám và phân loại. Quy trình ướt: bột gỗ được phun nước làm ướt để kết vón thành dạng vẩy (mat formation). Chúng được cào rải ngay sau đó lên mâm ép. Ép nhiệt một lần đến độ dày sơ bộ. Tấm được đưa qua cán hơi-nhiệt như bên làm giấy để nén chặt hai mặt và rút nước dư ra.

  • Keo: chất kết dính thông dụng cho sản xuất MDF cũng như các lọai ván khác trong hiện nay là UF, PF, MF-UF, MF-PF.

  • Ứng dụng: Tùy theo chủng loại gỗ làm ra bột gỗ và chất kết dính cũng như các phụ gia, người ta có :

MDF dùng trong nhà ( nội thất) MDF chịu nước: dùng cho một số yêu cầu ngoài trời, nơi ẩm ướt. MDF mặt trơn : để có thể sơn ngay, không đòi hởi phải chà nhám nhiều MDF mặt không trơn: dùng để tiếp tục dán ván lạng (veneer) lên hay các mặt trang trí bằng melamine.

  • Vấn đề môi trường: Hiện nay, từ các nghiên cứu về MDF cho thấy, sự thải ra formaldehyde của MDF trong qua trình sử dụng là rất cao. Formaldehyde gây ảnhh hưởng nghiêm trọng đến người sử dụng khi tiếp xúc lâu dài. Cho nên, pháp luật của Mỹ buộc các nhà sản xuất đồ gỗ từ Trung quốc, VN, Nhật và EU phải cam kết dùng các loại MDF thải ra formaldehyde rất rất là ít vào đầu năm 2009 và hoán toàn không có formaldehyde vào 2010. Điều này đưa đến cuộc chạy đua nước rút trong nghiên cúu sản xuất MDF không formaldehyde.

Câu hỏi đặt ra trong thảo luận là:

  1. tại sao MDF có yêu cầu kiểm nghiệm về tính trương nở trong khi các loại composite khác như polyester/ sợi thủy tint lại không yêu cầu?
  2. tại sao MDF lại có yêu cầu tiêu chuẩn về lực giữ đinh vít?
  3. Ván ép đi từ bột gỗ có khác biệt gì về cơ lý / ứng dụng so với ván ép đi từ ván lạng?
  4. Quy trình ướt có lợi điểm gì so với quy trình khô?
  5. Tại sao ván ép MDF nói riêng và các loại ván ép khác có hiện tương thải formaldehyde trong qua trình phục vụ? Nguyên nhân ?
  6. Các hướng khắc phục hiện tượng này có thể có?
3

MDF - Medium density fiberboard. Những thông tin chung về MDF được giới thiệu ở những link sau:

http://sres-associated.anu.edu.au/fpt/mdf/toc.html

http://www.design-technology.org/mdf.htm

http://www.design-technology.org/mdf.htm

Bạn xem qua, có gì thắc mắc sẽ thảo luận.

Thân ái :hutthuoc(

4

cái thứ nhất em nghĩ là do đặc tính của xenlunoze là hút ẩm thôi. 2, vì đây là hề dị thể lên độ bền tương đối là do lực nén ép cơ học keo chỉ có tác dụng như chất kết dính chứ ko tạo liên kết hóa học 5,do khi sấy nóng ở nhiệt độ cao thì phân hủy ra (là do tác dụng nhiệt thôi)

5

Cám ơn các ‘sư phụ’ đã cho tui những thông tin về MDF Trong quy trình sản xuất người ta có đề cập đến những loại keo như PF(phenol formaldehyde), UF(urethan-formaldehyde), PRF(phenol-resorcinol-formaldehyde),…tui thấy các loại keo này đều có formaldehyde, bay hơi gây ảnh hưởng đến môi trường. Có ai biết quy trình sản xuất của những loại keo trên không ha? cho tui địa chỉ để tìm thông tin với! đề tài báo cáo của tui là hạn chế ô nhiễm môi trường trong việc sử dụng các loại keo trên.(tức là trong việc chế tạo và sử dụng vật liệu MDF) Tui cũng có được thông tin người ta đang nghiên cứu những loại keo từ thiên nhiên như từ cây mía(ligin), cây củ cải đường,…nhưng không chi tiết lắm, có ai biết về điều này không? chỉ tui với ha! Thank very much!:24h_057:

6

Để hạn chế được vấn đề gây ô nhiễm do formaldehyde thải ra từ MDF trong quá trình chế tạo và sử dụng, bạn cần nắm rõ phản ứng trùng ngưng đa tụ các hợp chất phenol, melamine với formaldehyde. Như thế bạn sẽ tìm ra được các nguyên nhân chính của vấn đề và từ đó nêu ra các đề xuất giải pháp.

5.1- Phản ứng trùng ngưng đa tụ có cho hiệu suất 100% hay có thuận nghịch? 5.2- Prepolymer trong quá trình đóng rắng cho sản phẩm phụ là gì? 5.3- Khi đa tụ, mạng mạch không gian hình thành của nhựa PF, MF hay UF có nối ngang là gì? Nối ngang này có bền không? Nếu không bền thì sẽ diễn tiến tiếp phản ứng như thế nào? Lại có sản phẩm gì hình thành từ đó? 5.4- Liêu keo có nguồn gốc từ thiên nhiên cũng không thải formaldehyde trong quá trình trùng ngưng hay đóng rắn? 5.5- Cơ chế thay thế trong kết dính các sợi cenlullose ?

–> Xin mời Bluemonster và các bạn bên polymer thảo luận tiếp.

Với Dũng, theo bạn, khi formaldehyde thóat ra, hiện trên thế giới đã có bao nhiêu đề xuất thông qua patent để giải quyết? Gợi ý: hấp thu bằng hoạt chất, trung hòa bằng hoạt chất, khử gián tiếp qua xử lý không khí, trung hòa in-situ , khử in-situ,…

7

Mình tiếp tục vấn đề này qua một thời gian chờ thêm ý kiến của các bạn.

  1. 60% là xenlulo trong MDF có tính hút ẩm mạnh. Nhưng chúng ta chỉ xét đến tiêu chuẩn kiểm tra này khi sản phẩm composite đi từ sợi xenlulo đã qua xử lý tách loại lignin, tẩy. Nếu như xét ở gỗ cứng hay ở lõi thì ta sẽ thấy gỗ không trương nở như MDF. MDF gặp nước có thể trương nở gấp 2-3 lần độ dày ban đầu. Lưu ý là chỉ thấy rõ sự trương nở theo độ dày. Chứ còn chiều ngang và chiều dài ( kích thước mặt) thì thay đổi ít hơn. Còn 40% là do bản chất keo, chất kết dính, trong MDF.

  2. Do thực tế ứng dụng và tính chất cơ học của hệ composite nền nhựa gia cường bằng sợi ngắn. MDF là composite gỗ đi từ hệ này có một nhược điểm là độ bền cắt xé kém. Trong ứng dụng , MDF không thể dùng trong lắp ghép bằng đinh đóng, mà phải là vít. Thường ván ép ( plywood) chịu đinh, vít tốt hơn MDF.

  3. Sự thải ra formaldehyde từ MDF không phải trong quá trình sấy nóng không, mà ngay cả trong quá trình phục vụ của nó ở nhiệt độ thường. Lý do là từ keo tổng hợp dùng làm chất kết dính sợi xenlulo có gốc formaldehyde. Đi sâu vào cơ chế , cta cần xem qua phản ứng trùng ngưng. tất cả các keo polymer nhiệt rắn UF, PF, MF đều được tổng hợp và đóng rắn bằng phản ứng trùng ngưng-đa ngưng tụ. Quá trình này tạo:

  • hợp chất trung gian chứa các nhóm chức methylol R(H)n + nHCHO –> R- (CH2OH)n ( n=2 đến 3)
  • hợp chất trung gian này ngưng tụ tiếp tạo ra prepolymer có chứa liên kết -CH2-O-CH2- ( chưa khâu mạng 3 chiều , vd. nhựa novolak) 2 R-(CH2OH)n –> (HOCH2) - R -CH2-O-CH2-R-(CH2OH)[n-1] + H2O
  • Trong quá trình đóng rắn, mạng 3 chiều hình thành với 2 kiểu nối ngang -CH2-O-CH2- và -CH2- (methylene). Nối ngang -CH2- tạo ra từ: -CH2-O-CH2- –> -CH2- + HCHO

Như vậy những nối ngang -CH2-O-CH2- còn lại trong nền MDF sẽ tiếp tục chuyển hóa trong quá trình nối ngang methylene -CH2- (bền hơn) trong quá trình phục vụ và tạo ra formaldehyde HCHO.

Như vậy, chúng ta đi tiếp tới câu hỏi thảo luận:

7- Tại sao 40% hiện tượng trương nở của MDF là từ keo? 8- Tại sao MDF cho sự trương nở theo chiều dày khác biệt lớn so với hướng kích thước mặt? 9- Yếu tố gì ngoài nhiệt độ gây chuyển hóa nối ngang còn lại -CH2-O-CH2- trong UF, PF, MF sau đóng rắn thành -CH2-?

8

Như vậy, chúng ta đi tiếp tới câu hỏi thảo luận:

7- Tại sao 40% hiện tượng trương nở của MDF là từ keo? 8- Tại sao MDF cho sự trương nở theo chiều dày khác biệt lớn so với hướng kích thước mặt? 9- Yếu tố gì ngoài nhiệt độ gây chuyển hóa nối ngang còn lại -CH2-O-CH2- trong UF, PF, MF sau đóng rắn thành -CH2-?

cái thứ 7_8. bởi vì bản thân keo thôi anh đặc tính của mạch là bất đẳng hướng vì vậy nó tồn tại dạng bó mạch (mặc dù thực tế hơi lộn xộn)khi có nước vào thì nó sẽ xen vào giữa các mạch này và làm trương nở. 9. em ko bít hì hì. hôm nọ em trả lời mấy cái còn lại ròi chắc viết sai chính tả lên mọi người xóa thôi anh trả lời nốt nhé! à mà mấy câu trả lời trên của anh em chưa thỏa mãn nắm . để hôm nào em hỏi lại (để đọc tài liệu đã hì hì):021_002:

9

hê em xin trả lời câu 3 và 4 : thế này nhé ta có sử lý lignin bằng vi sinh, nhưng trước đó phải xử lý bằng các muối của h2so4 . cách này tuy tốt nhưng sau đó lại phải xử lý nước thỉa nữa , vì vậy kém kinh tế. vì vậy xin đề đạt thêm một cách khác là dùng keo tụ ,vì miền ph của thằng này từ 6-8 .vì vậy nước thải ra hoàn toàn ok! :hutthuoc

10
  1. Ván ép đi từ bột gỗ có khác biệt gì về cơ lý / ứng dụng so với ván ép đi từ ván lạng? Ván ép đi từ bột gỗ khác với ván ép đi từ ván lạng ở các điểm chính sau:
  • Cơ tính: kém bền uốn hơn, nhưng modul đàn hồi lại cao hơn.
  • Trương nở: Đồng đều theo hướng mặt hơn
  • Dễ tạo hình, định hình hơn trong gia công nhưng không thể lắp ghép bằng đinh và dùng hạn chế trong môi trường ẩm cao.
  1. Quy trình ướt có lợi điểm gì so với quy trình khô? Tận dụng lignin như thành phần kết dính sợi đồng thời giảm thiếu tác động cơ-nhiệt làm giảm độ bền gây lão hóa sợi cenlullose. Giảm giá thành và tăng công suất sản xuất.Giảm lượng khí thải độc hại trong quá trình ép.
11

Mình xin tham gia diễn dàn này, vì đây cũng là chủ đề mình quan tâm. Ý kiến của mình về các câu hỏi đang được bàn luận như sau: 1- MDF có yêu cầu kiểm nghiệm về tính trương nở trong khi các loại composite khác như polyester/ sợi thủy tint lại không yêu cầu? vì thực tế MDF bị trương nở đến mức không còn thể hiện các tính chất cơ lý cần thiết cho mục đích sử dụng thay gỗ, ngược lại composite của sợi thủy tinh nền nhựa Polyester hầu như không trương nở và thay đổi tính chất khi gặp nước. 2- tại sao MDF lại có yêu cầu tiêu chuẩn về lực giữ đinh vít: MDF được sản xuất với mục đích thay thế gỗ tự nhiên vì vậy nó phải đáp ứng được một số yêu cầu về độ bền nói chung và khả năng liên kết trong các kết cấu nói riêng. Ngoài các giải pháp ghép nối bằng kéo dán có hoặc không có chốt, thì 2 phương thức ghép nối phổ biến và đơn giản nhất là dùng vít và đinh. Do cấu trúc của MDF không còn tính đàn hồi tự nhiên của gỗ và mất đi kết cấu bền vững của xơ dài trong gỗ nên ma sát của MDF vào đinh kém hơn gỗ. Chính vì vậy người ta thường dùng vít để liên kết nhằm tạo ra mối liên kết hình học (giữa ren và MDF), để đạt được độ bền vững cần thiết. Vì vậy việc kiểm tra lực kéo vít trong MDF là cơ sở để đánh giá chất lượng kiên kết của bột hay xơ gỗ trong MDF và cũng là thông tin cho người sử dụng biết giới hạn và phạm vi sử dụng tối ưu. 8- MDF bị trương nở theo hướng chiều dày nhiều hơn hướng dọc và ngang của tấm ván là vì công nghệ sản xuất nó. Khi sản xuất Bột và xơ gỗ bị nén theo chiều dày với áp lực ép rất lớn, vì vậy chúng bị biến dạng chủ yếu theo phương này, rồi bị cố định trạng thái nén bới keo nhiệt cứng. Khi gặp nước thì keo bị giảm tính bám dính, mất dần khả năng kết dính dẫn đến cả gỗ và keo đều trương nở và có xu hướng trở về trạng thái trước khi bị ép. Tuy nhiên tùy theo tỷ lệ biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo của vật liệu mà tỷ lệ cũng như lượng trương nở là khác nhau. :24h_012: xin có đôi lời góp vui vậy thôi.

12

Hi,

Đáng tiếc tôi chờ bạn Dũng hứa về việc góp cái tiểu luận cho phần này cũng đã lâu nhưng không có thấy tiếp tục. Do vậy, vấn đề này bị bỏ ngõ một thời gian trong diễn đàn.

Theo thông tin mới đây ( nhưng cũng đã hơn gần một năm rồi), các nhà sản xuất MDF trong nước phải tuân thủ quy định mới về nồng độ phát thải formaldehyde trong MDF, ván ép plywood khi muốn xuất sang Mỹ ( bang California) nếu không muốn bị phạt đến sạt nghiệp.

Các doanh nghiệp sản xuất hàng nội thất ta đang cố gắng tìm kiếm một nguồn MDF phù hợp với yêu cầu quy định nghiêm ngặt nói trên.Và không có ứng viên VN nào đáp ứng tiêu chuẩn nói trên trong khi tiềm năng cạnh tranh sản xuất vật liệu này tại VN là rất lớn.

Chỉ duy có thị trường Nhật và châu Âu là không bị ảnh hưởng vì luật của họ ban ra trước đó có quy định nồng độ phát thải formaldehyde là thấp hơn nhiều. ( F3 sao tương đương mức quy định <0.21ppm của bang Cali)

Vấn đề ở nhà sản xuất MDF là làm sao đáp ứng được yêu cầu không formaldehyde hoặc tối thiểu dưới 0.11 ppm trong 2010 tới đây? Tại VN, liệu QUATEST 3 hay trung tâm kiểm nghiệm nào có đủ năng lực đo được theo tiêu chuẩn JIS A1460:2000, ASTM D1333-96 , ASTM D6007-02 không?

Các patent gần đây cho thấy một hướng chuyển sang dùng kep EPI, soya protein/lignin/fufural,… để tránh nhược điểm phát thải formaldehyde.

Các loại MDF mới dùng các keo này được xếp vào loại NAF ( non additional formaldehyde) hay ULFE (ultra low formaldehyde emission).

Hiện nay, qua khảo sát ở tất cả các nhà máy sản xuất MDF ( Gialai, Tân Mai, COFA Miền Trung,…) đều không đạt tiêu chuẩn phát thải formaldehyde. Độ phát thải formaldehyde từ vượt ngưỡng đến rất cao ( 4-8 mg/L theo JIS A1460, trong khi đạt là ở mức dươi 1.5 mg/L).

Đây là cơ hội cho các doanh nghiệp đầu tư chất xám và các bạn trẻ phát huy khả năng sáng tạo trong việc áp dụng cải tiến chất lượng MDF tại VN.

Thân,

Teppi

13

Chào anh Teppi, Em cũng đang nghiên cứu về các tiêu chuẩn HCHO trong gỗ. Hiện nay ở Vn cũng có một số nhà máy sản xuất gỗ Okal và MDF được chứng nhận theo tiêu chuẩn của Cali (CARB) http://www.arb.ca.gov/toxics/compwood/compwood.htm. Các mẫu ở nhà máy hiện nay vẫn phải gửi qua Đài Loan làm xét nghiệm nhưng sắp tới sẽ có một phòng Lab có thể test theo tieu chuẩn ASTM D1333-96. Em cũng mới tìm hiểu về vấn đề này thôi, anh hay các bạn có tài liệu nào về formaldehyde thì share cho mình với. Xin cảm ơn nhiều

14

Chào bạn kemdau,

Để chuẩn bị cho phòng Lab có thể đạt yêu cầu quy định về việc kiểm tra sự phát thải formaldehyde trong các vật liệu composite gỗ ( MDF, Okal, Plywood,…), bạn cần phải có những tài liệu kỹ thuật về tiêu chuẩn đo lường ( từ mục đích QC tại nhà máy sản xuất đến mục đích lấy chứng nhận để xuất xưởng-xuất khẩu - và theo yêu cầu liên quan đến Chuỗi giá trị cung ứng). Những tài liệu này phải có tính mới, được cập nhật và hợp pháp.

Vậy,công ty bạn có thể liên hệ đến tổ chức ASTM và JIS để đặt mua qua mạng. Khi mua, bạn sẽ có nhận được các thông tin cập nhật bổ sung.

Đường link http://www.arb.ca.gov/toxics/compwood/compwood.htm bạn nói có phần mục liên quan đến các tiêu chuẩn đo lường khác mà CARB đồng ý là có hiệu lực tương đương trong kiểm định.

Các giải thích về lý do, chuyển đổi đơn vị, nồng độ formaldehyde cho phép trong các giai đoạn và thời hiệu cũng được nêu rõ trong đường link nói trên. Cũng thông tin cho các bạn được rõ là hiên nay, quy định áp dụng về nồng độ tối đa đối với hàng gỗ nhập khẩu vào Mỹ đã thuộc giai đoạn 2 và áp dụng hiệu lực cho toàn nước Mỹ chứ không chỉ ở bang California.

Thân,

Teppi

15

mình cũng đang tìm tài liệu tiêu chuẩn chất lượng dành cho ván MDF có đọ dày từ 2,5 mm cho đến 4mm xin hỏi trong diễn đàn có ai biết không post dùm mình đi.:24h_027: