Tận dụng từ những phế liệu gỗ…

Sản phẩm trên nằm trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa polylefin và bột gỗ ứng dụng làm vật liệu xây dựng, kiến trúc nội- ngoại thất” của tiến sỹ Nguyễn Vũ Giang, Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện KH-CN Việt Nam.

TS. Giang cho biết, hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu từ 3,5- 4 triệu m3 gỗ. Trong khi đó, phế liệu trong sản xuất chế biến gỗ chiếm tỷ trọng từ 45-63% thể tích nguyên liệu, phần lớn lượng phế liệu này dùng cho mục đích làm nhiên liệu, chất đốt ở trong nước. Ngoài ra số phế liệu này cũng được một số nhà máy chế biến gỗ đầu tư máy móc thiết bị sản xuất giấy, tuy nhiên chỉ một số loại gỗ phù hợp với ngành này nên hiện nay bột gỗ chủ yếu được xuất khẩu vào thị trường Trung Quốc, Đài Loan, Malaisya và các nước châu Âu khác với giá rẻ (khoảng 800.000/đồng/tấn).

“Việc tận dụng nguồn phế liệu để chế tạo vật liệu polyme compozit phục vụ trong các ngành công nghiệp sản xuất vật liệu, kiến trúc, giao thông, chế tạo  ôtô, đóng tầu, nông nghiệp…thay thế các sản phẩm nhập ngoại có tiềm năng lớn trên phương diện khoa học, kinh tế song song với việc chống ô nhiễm môi trường và phát triển hệ sinh thái bền vững. Tuy nhiên, việc nghiên cứu biến tính  bột gỗ một cách khoa học, bài bản hiện nay là rất cần thiết nhằm chế tạo được các vật liệu compozit bột gỗ- nhựa nhiệt dẻo có chất lượng tốt, đáp ứng yêu cầu của các ngành kỹ thuật và cuộc sống”, tiến sỹ Giang chia sẻ.

Sản phẩm được thử nghiệm tại phòng thí nghiệm

Cũng theo TS. Giang, hiện tại ở trong nước cũng có một số công trình sử dụng vật liệu này để chế tạo vật liệu xanh thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, do bột gỗ chưa được xử lý trước khi thử nghiệm nên khả năng tương tác với nền nhựa chưa được tốt, sản phẩm vẫn có độ hút nước cao. Đặc biệt, nếu sử dụng phương pháp truyền thống như trước đây sẽ có nhược điểm rất lớn là chỉ chế tạo được các vật liệu có hình dạng đơn giản, gia công bằng phương pháp ép nhiệt. Không thể chế tạo được các vật liệu có các hình dạng phức tạp như mặt cong, độ rỗng, hay vật liệu trang trí nội thất, chi tiết phụ tùng ô tô, thậm chí các vật liệu khác, như vỏ tivi….

Trước tình hình đó, đề tài sử dụng hướng nghiên cứu các hạt kích nano gia cường cho vật liệu compozit bột gỗ- nhựa nhiệt dẻo chưa được triển khai ở Việt Nam. Trên thế giới hướng nghiên cứu này cũng mới bắt đầu trong khoảng 2 năm gần đây. Nhưng, trong các nghiên cứu đó, việc đưa các hạt, sợi vô cơ kích thước nano mới chỉ dừng ở sự phối trộn cơ học, chưa hình thành các liên kết hóa học với vật liệu nền và bột gỗ phân tán nên hiệu quả gia cường chưa cao.

Đề tài do TS. Giang thực hiện được áp dụng và cải tiến trên công nghệ của Đức. Tuy nhiên, khác biệt của đề tài ở chỗ đã sử dụng thành công khâu mạch, vật liệu nano gia cường, phụ gia, nano silica…làm tăng tính kết dính giữa 2 pha của vật liệu là bột gỗ và nhựa bằng những chất biến tính bề mặt cho phép sản phẩm có thể điều chỉnh theo yêu cầu sử dụng. Cùng với việc lưới hóa nhựa nền, hình thành các liên kết ngang giữa các phân tử nhựa nền và bột gỗ làm tăng các tính chất của vật liệu compozit và độ bền thời tiết của vật liệu là yếu tố công nghệ quan trọng ảnh hưởng đến tính chất, chất lượng của compozit.

Đặc biệt, với phương pháp mới chế tạo vật liệu compozit có mặt chất khâu mạch sẽ cho phép tạo ra sản phẩm có những ưu điểm quý giá: cơ tính tốt, chịu ẩm, bền thời tiết. Việc đẩy cao hàm lượng bột gỗ, vốn là nguyên liệu rẻ tiền, nhờ sử dụng tác nhân silan kép trong quá trình biến tính trong compozit, là giải pháp hữu ích trong việc giảm giá thành sản phẩm để tăng tính cạnh tranh của sản phẩm.

Thay thế sản phẩm nhập ngoại

TS. Giang chia sẻ, loại vật liệu này có triển vọng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất trong nước và tiến tới xuất khẩu như làm tấm lát sàn, ốp tường, hàng rào... cho công trình xây dựng, phụ kiện chi tiết cho công nghiệp sản xuất ôtô, tàu hỏa thay thế hàng ngoại nhập (giá thành chỉ bằng 1/3 của các sản phẩm nhập ngoại đang bán trên thị trường hiện nay, khoảng 250-300 nghìn/m2, các sản phẩm của Nhật, Đức từ 50-70 USD).

Những sản phẩm này nếu được thương mại hóa sẽ có giá thành chỉ bằng 1/3 sản phẩm nhập ngoại với tính năng vượt trội

Về mặt xã hội, đề tài thành công là định hướng để mở rộng sản xuất, tạo công ăn việc làm cho lao động cũng như tăng giá trị kinh tế của nền công nghiệp nội địa.
Hiện vật liệu này đã được chế tạo và thử nghiệm thành công tại Phòng thí nghiệm Hóa lý vật liệu phi kim loại, Viện Kỹ thuật nhiệt đới và bước đầu triển khai sản xuất quy mô công nghiệp tại nhà máy thuộc Công ty CP Xây dựng phát triển nhà và thương mại Hà Nội.

Ngoài ra, do vật liệu compozit nhựa-gỗ sử dụng bột gỗ phế thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến gỗ có số lượng khá lớn (sản lượng trên 50.000 tấn/năm) nên giá thành rẻ, với quy trình công nghệ phù hơp sẽ hoàn toàn có thể triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp. Vì vậy việc sử dụng nguồn nguyên liệu bột gỗ dư thừa trong các nhà máy chế biến gỗ và các sản phẩm từ gỗ, đề tài góp phần tiết kiệm được nguồn tài nguyên thiên nhiên, góp phần bảo vệ môi trường.
Bên cạnh đó, do đầu tư thiết bị không nhiều nên đó cũng là một yếu tố cạnh tranh trong việc xem xét giá thành sản phẩm cũng như thời gian thu hồi vốn của đơn vị sản xuất.

Được biết, hiện Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất các sản phẩm compozit loại này, do đó, triển vọng nhân rộng kết quả của đề tài là rất cao, ứng dụng sản xuất các sản phẩm cho ngành điện- điện tử (vỏ các thiết bị điện –điện tử), công trình giao thông,…

“Hy vọng những sản phẩm sản xuất thành công từ Phòng thí nghiệm sẽ được ứng dụng trên quy mô sản thử nghiệm ra các sản  phẩm cụ thể trên thị trường bao gồm cả giá trị thẩm mỹ, giá thành vật liệu, độ bền theo tiêu chuẩn của vật liệu xây dựng”, Chủ  nhiệm đề tài chia sẻ.

Đồng thời, TS. Giang cũng bày tỏ mong muốn Bộ KH&CN tạo điều kiện để đề tài được tiếp tục phát triển theo hướng một dự án sản xuất, kết hợp với doanh nghiệp để đưa sản phẩm thương mại hóa trên thị trường trong nước và quốc tế.

Với nhứng thành công trên, đề tài đã được đăng ký sáng chế, được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn tháng 4/2012.