Trong bối cảnh nhận thức về môi trường ngày càng nâng cao, công nghệ acetyl hóa gỗ nhận được sự quan tâm rộng rãi nhờ tính không độc hại và độ bền cao. Quá trình biến đổi hóa học này được thiết kế để cải thiện độ bền của gỗ, giúp gỗ có khả năng chống nấm, côn trùng và những tác hại khắc nghiệt của môi trường. Làm thế nào quá trình acetyl hóa cho phép gỗ chiếm lĩnh thị trường với những đặc tính vượt trội để đáp ứng những thách thức khác nhau?
Axetyl hóa gỗ là một công nghệ tiên tiến giúp biến đổi các thành phần cấu trúc của gỗ bằng cách cho anhydrit axetic phản ứng với gỗ để cải thiện độ bền và tác dụng chống ăn mòn.
Khái niệm acetyl hóa gỗ bắt nguồn từ năm 1930, khi nhà hóa học người Áo H. Suida lần đầu tiên nhận được bằng sáng chế liên quan. Sau đó, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Lâm sản Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu hơn vào những năm 1940. Công nghệ này nhắm đến các vật liệu có chứa lignocellulose, đặc biệt là gỗ, có khả năng hoạt động tốt trong các cấu trúc ngoài trời.
Quá trình acetyl hóa bao gồm nhiều giai đoạn. Đầu tiên, dung dịch anhydrit axetic được bơm vào gỗ. Quá trình này có thể được thực hiện trong chân không hoặc áp suất và thường cần nung nóng đến khoảng 120°C. Toàn bộ quá trình tương đối phức tạp và các điều kiện phản ứng phải được kiểm soát cẩn thận để thu được các đặc tính sản phẩm lý tưởng.
Hiệu quả của quá trình acetyl hóa được đánh giá bằng cách đo hàm lượng axit axetic. Gỗ có độ bền cao cần ít nhất 20% đến 22% acetyl hóa. Chỉ tiêu này ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cơ học của gỗ, cải thiện khả năng chống nước và chống ăn mòn.
Acetylation làm thay đổi vĩnh viễn thành phần hóa học của gỗ, từ đó tăng cường các đặc tính của gỗ để có độ bền và khả năng chống lại sự tấn công sinh học tốt hơn.
Trong quá trình acetyl hóa gỗ, các nhóm hydroxyl ưa nước được chuyển hóa thành nhóm acetoxy kỵ nước, làm giảm đáng kể tốc độ hút nước của gỗ. Độ ẩm cân bằng cuối cùng của gỗ acetyl hóa chỉ là 10-12%, thấp hơn nhiều so với 30% của gỗ tự nhiên. Ngoài ra, việc sửa đổi này còn cải thiện độ ổn định kích thước của gỗ, giúp gỗ có khả năng chống lại sự thay đổi hình dạng do thay đổi môi trường gây ra.
Công nghệ Acetyl hóa giúp gỗ có khả năng kháng nấm và côn trùng tốt hơn đáng kể. Vì độ ẩm cân bằng của gỗ acetyl hóa giảm xuống còn khoảng 10-20%, điều này rõ ràng là cực kỳ bất lợi cho sự phát triển của nấm. Ngoài ra, mặc dù không thể ngăn chặn hoàn toàn quá trình phân hủy quang học của gỗ nhưng công nghệ acetyl hóa có thể làm chậm quá trình này một cách hiệu quả và bảo vệ gỗ duy trì vẻ đẹp lâu dài.
Công ty "Accsys Technologies" đến từ London là công ty tiên phong trong lĩnh vực gỗ acetyl hóa và sản phẩm mang thương hiệu Accoya của họ đã lần đầu tiên bắt đầu sản xuất hàng loạt. Sau nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, công nghệ này đã trưởng thành và thu hút ngày càng nhiều công ty tham gia vào thị trường này.
Gỗ axetyl hóa đã trở thành vật liệu được lựa chọn cho các công trình, sàn và sàn ngoài trời, đồng thời được sử dụng rộng rãi nhờ đặc tính bền và chống thấm nước vượt trội.
Ngoài gỗ acetyl hóa, trên thị trường còn có một số loại gỗ biến tính khác như gỗ biến tính nhiệt và gỗ đã qua xử lý áp lực. Mỗi loại vật liệu này đều có những đặc điểm riêng và có thể đáp ứng nhu cầu của những người tiêu dùng khác nhau.
Với sự phát triển chuyên sâu về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, công nghệ acetyl hóa gỗ có triển vọng ứng dụng rộng rãi. Những công nghệ mới nào sẽ xuất hiện trong tương lai để cải thiện hơn nữa quy trình này và làm cho gỗ bền hơn và thân thiện với môi trường hơn?