Bình Phước: Sáng tạo sản phẩm thiết thực, thân thiện môi trường

Để tạo ra sản phẩm này ngoài gỗ nguyên liệu còn phải sử dụng một số hóa chất độc hại, ảnh hưởng môi trường và có giá thành cao. Từ tình hình đó, tiến sĩ Hoàng Hải Hiền, ở khu phố Phú Xuân, phường Tân Phú, thành phố Đồng Xoài, tỉnh Bình Phước đã nghiên thành công hai sản phẩm “Xử lý tái sinh các loại keo UF, MUF bị biến chất - đóng rắn” và “Thuốc nhuộm màu đen thân thiện môi trường ứng dụng trong sản xuất gỗ nhân tạo”. Hai sản phẩm này vừa có giá thành rẻ, thân thiện với môi trường.

Nguyên liệu để tạo ra keo dán và thuốc nhuộm màu đen cho các loại gỗ nhân tạo

Chế tạo keo dán gỗ từ phế thải

Tiến sĩ Hoàng Hải Hiền cho biết, hiện nay có khá nhiều loại keo dán, tuy nhiên keo ure - formaldehyde (UF) và melamine ure - formaldehyde (MUF) vẫn là hai loại keo phổ thông nhất được sử dụng để làm chất kết dính sản xuất các loại gỗ ép, ván ép nhân tạo…Quá trình sản xuất các loại keo UF và MUF là quá trình phản ứng hoá học giữa ure và formaldehyde hay ure + melamine + formaldehyde.

Các loại keo tạo thành là sản phẩm của quá trình trùng ngưng hoặc đồng trùng ngưng, vì vậy khi gặp trường hợp máy bị hỏng, mất điện…làm cho keo bị biến đổi tính chất dẫn đến đóng rắn.

Thông thường keo đã bị biến đổi tính chất sẽ rất khó có thể sử dụng được cho ván nhân tạo nếu không phát hiện sớm để xử lý thì keo sẽ bị đóng rắn. Khi keo đã bị biến đổi quá nhiều dẫn đến đóng rắn, khiến cho quá trình xử lý các loại keo này rất phức tạp, gây tốn chi phí.

Việc keo bị đóng rắn sẽ gây thiệt hại rất lớn cho doanh nghiệp vì vậy đây là điều không mong muốn. “Từ các loại keo bị biến chất (coi là phế thải), tôi đã nghiên cứu thành công sản phẩm xử lý tái sinh các loại keo UF, MUF bị hỏng để ứng dụng trong sản xuất gỗ nhân tạo” - tiến sĩ Hiền nói.

Theo tiến sĩ Hiền, các loại keo UF và MUF đều được tổng hợp dựa trên cơ sở phản ứng của nhóm cacbonyl và amin. Từ đó xác định với độ nhớt của keo bị biến chất như thế nào để đưa vào giai đoạn phản ứng phù hợp, giúp cho ra một loại keo có độ đồng nhất, không bị lắng cặn (việc keo bị lắng cặn ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phun keo).

Quá trình tổng hợp keo UF và MUF thường diễn ra qua hai giai đoạn chính: Tạo metylol ure (monomer - hợp chất thấp phân tử) và phản ứng trùng ngưng để tạo thành polyme. Phản ứng giữa ure và formaldehyde tạo monomer urea có khả năng xảy ra cả trong môi trường bazơ và axit. Từ các kết quả nghiên cứu, tác giả đã chế tạo ra một loại keo có dạng mềm dẻo, đồng thời đã đưa loại keo tái chế này vào sản xuất ván nhân tạo cho kết quả tốt.

Tiến sĩ Hiền chia sẻ: “Kết quả của nghiên cứu này đã được ứng dụng kịp thời xử lý thành công cho hơn 200 tấn keo bị biến đổi tính chất có nguy cơ đóng rắn tại công ty FSC Việt Nam (xã Tân Lập, huyện Đồng Phú, tỉnh Bình Phước) từ cuối năm 2018 đến nửa đầu năm 2019.

Biến than đen thành thuốc nhuộm màu

Trên thị trường hiện nay, các sản phẩm gỗ nhân tạo khá đa dạng về màu sắc nhưng đặc trưng vẫn là màu xanh và màu hồng dùng cho ván chống ẩm, màu đỏ dùng cho ván chống cháy và màu đen dùng cho ván sàn. Việc sử dụng thuốc nhuộm để tạo màu cho vật liệu tuy không còn xa lạ trong ngành công nghiệp gỗ nhân tạo. Thực tế người ta sử dụng các loại thuốc nhuộm cơ bản và thuốc nhuộm trực tiếp chủ yếu là các loại thuốc nhuộm azo (thuốc nhuộm vải) để nhuộm gỗ.

Điều này gây nên các tác động không tốt đến môi trường, giá thành cao; đặc biệt các loại thuốc nhuộm azo có thể tạo ra các hợp chất của nitơ rất độc hại, gây nguy cơ ung thư cho người lao động. Hiện các quốc gia ở châu Âu đã cấm sử dụng thuốc nhuộm azo. Để hướng đến thân thiện với môi trường sống, tiến sĩ Hoàng Hải Hiền đã dùng than đen (muội than) có kích thước hạt nhỏ phân tán trong nước để làm thuốc nhuộm màu cho các loại gỗ nhân tạo có màu đen.

Tiến sĩ Hiền cho hay, để khắc phục những yếu điểm khi đưa bột than đen vào nước như: lắng, vón cục, nổi tạo váng trên mặt nước…Tác giả đã thử nghiệm với các hợp chất thích hợp nhằm tăng khả năng phân tán vào nước. Than đen sau khi được trộn hỗn hợp bằng phương pháp nghiền nhỏ với kích thước hạt đạt được từ 1-20μm (micromet).

Khi thử độ phân tán của than đen trong nước cho thấy độ phân tán rất tốt, tốc độ lắng chậm khoảng 20mm/phút. Khi cho vào nước than đen tạo thành đám mây màu đen sau đó mới bắt đầu chuyển động lan tỏa như khói đen theo hướng xuống đáy bình. Quá trình phân tán diễn ra theo kiểu ziczắc cho đến khi than đen phân tán toàn bộ bình chứa. Từ đó thu được một loại thuốc nhuộm màu đen từ than đen cho các loại gỗ nhân tạo. Người dùng có thể dùng loại thuốc này phun vào sợi gỗ trước khi sấy cùng với keo và chất đóng rắn. Việc sử dụng không khác so với các loại thuốc nhuộm màu đen đang có trên thị trường.

Kết quả của nghiên cứu này đã được tác giả hợp tác thực hiện cùng Công ty Dorichemical tại thành phố Hồ Chí Minh, sau đó bán sản phẩm cho công ty FSC Việt Nam sử dụng.

Tiến sĩ Hoàng Hải Hiền (bìa phải)

Lợi ích

Tiến sĩ Hoàng Hải Hiền cho biết thêm, hai sản phẩm được nghiên cứu thành công giúp đem lại rất nhiều lợi ích. Sản phẩm keo tái sinh UF và MUF cho gỗ nhân tạo giúp tiết kiệm chi phí, sạch cho môi trường.

Cụ thể, các loại keo bị biến đổi tính chất và bị đóng rắn được liệt vào danh mục các loại chất thải nguy hại. Việc xử lý phải do các đơn vị chuyên trách xử lý theo quy trình nghiêm ngặt với chi phí rất cao, mỗi 1kg keo hỏng nếu thuê các đơn vị xử lý môi trường sẽ tốn khoảng 10.000 đồng/kg, ngoài ra giá thành 1kg keo khoảng từ 8.000-12.000 đồng, như vậy doanh nghiệp sẽ thiệt hại rất lớn nếu bị đóng rắn hàng loạt.

Việc nghiên cứu để tái sinh các loại keo này từ keo phế thải sẽ giúp doanh nghiệp không mất tiền thuê xử lý và có thể cứu được keo, đồng thời giúp doanh nghiệp tiết kiệm được khoảng 14.000 đồng/kg keo. Không những thế, keo được tái sinh quay lại sản xuất khép kín, không phải chôn lấp, không phải đốt, không ảnh hưởng đến môi trường sống.

Đối với thuốc nhuộm màu đen cho gỗ nhân tạo từ than đen, có giá thành thấp hơn rất nhiều so với các sản phẩm nhập khẩu và lượng sử dụng ít hơn. Do không phải tổng hợp từ các hợp chất phức tạp nên giá thành thấp hơn các loại thuốc nhuộm trực tiếp. Bản chất của than có màu đen tuyền và chịu nhiệt tốt, lượng dùng so với các loại thuốc nhuộm khác cũng giảm đáng kể.

Điều này đã giúp doanh nghiệp tiết kiệm ít nhất 1-2kg thuốc nhuộm trên 1m ³ván thành phẩm, trong khi đó thông thường để sản xuất ván có màu nâu với thuốc nhuộm azo thì sẽ phun khoảng 3-5kg/m ³ván, ván đen thì từ 5-7 kg/m ³ván. Đồng thời, các thuốc nhuộm thường bị phai màu khi vào ép nóng với nhiệt độ khoảng 250 ⁰C-300 ⁰C. Sản phẩm của tác giả làm ra có giá thành 16,5 triệu đồng/tấn thuốc nhuộm màu, còn trên thị trường có giá từ 74 triệu đến 120 triệu đồng/tấn. Ngoài ra, màu đen có nguồn gốc từ than đen nên thân thiện với môi trường, không phát thải các khí độc hại như: hợp chất của nitơ, lưu huỳnh.

Tiến sĩ Hiền chia sẻ: “Trong sản xuất công nghiệp, trách nhiệm về phòng chống ô nhiễm môi trường là rất quan trọng. Vì vậy, trong thời gian tới tôi sẽ cố gắng phổ biến các phương án xử lý các loại keo bị biến chất đến các công ty có sử dụng keo UF, MUF và sẽ hoàn thiện hồ sơ để đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ cho sản phẩm “Thuốc nhuộm màu đen thân thiện môi trường ứng dụng trong sản xuất gỗ nhân tạo”.

BOX:Tại lễ trao giải Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Bình Phước lần thứ V, năm 2018-2019 được tổ chức ngày 18/12 vừa qua, hai sản phẩm “Xử lý tái sinh các loại keo UF, MUF bị biến chất - đóng rắn” và “Thuốc nhuộm màu đen thân thiện môi trường ứng dụng trong sản xuất gỗ nhân tạo” của tiến sĩ Hoàng Hải Hiền được Ban tổ chức Hội thi Sáng tạo cấp tỉnh trao giải trao giải Nhì và Ba.

Đoàn Ngọc Hùng