Sản xuất ván sàn composite bằng phế phẩm gỗ và rác thải nhựa

14/05/2024 19:21 Sản phẩm tái chế
Rác thải nhựa đã và đang là nỗi lo lớn đối với toàn xã hội. Tận dụng rác thải nhựa kết hợp cùng với phế phẩm ngành gỗ để tạo ra các sản phẩm vừa thân thiện với môi trường vừa đảm bảo chất lượng, giá thành rẻ đang là hướng đi đúng đắn cho các doanh nghiệp trong viện gắn sản xuất với bảo vệ môi trường.

Gỗ nhựa Composite (WPC) là loại nguyên liệu được tổng hợp từ bột gỗ và nhựa, cùng một số phụ gia khác. Do WPC kết hợp được cả ưu điểm của gỗ và nhựa trong một vật liệu, nên có khả năng kháng ẩm, chống nước… vượt trội so với gỗ tự nhiên và gỗ công nghiệp. Bởi vậy WPC có thể dùng làm sàn nhà, cửa, tủ bếp,… Các sản phẩm WPC trong nước hiện nay chủ yếu sử dụng nguồn nhựa nguyên sinh như PP, PVC. Các nghiên cứu tái chế nhựa HDPE (nhựa dẻo làm từ dầu mỏ, là loại nhựa tổng hợp được sử dụng phổ biến hiện nay), LDPE (loại nhựa dẻo polythylene, trọng lượng nhẹ, được dùng rộng rãi trong sản xuất bao bì), để làm vật liệu nền trong chế tạo WPC còn rất ít.

Nhận thấy được nguồn nguyên liệu từ quá trình chế biến các sản phẩm gỗ, luôn rất rồi rào như mùn cưa, dăm bào, gỗ vụn, bìa bắp, vỏ cây cũng như nguồn nguyên liệu từ rác thải nhựa hiện nay khá lớn đến từ các đơ vị thu gom chất thải nhựa trên địa bàn tỉnh, Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván sàn composite gỗ - nhựa bằng phế phụ phẩm sau chế biến gỗ kết hợp với rác thải nhựa HDPE trên địa bàn tỉnh Đồng Nai”.

Sau hơn 2 năm nghiên cứu, nhóm thực hiện, đã xây dựng được quy trình công nghệ xử lý rác thải nhựa có nguồn gốc HDPE và quy trình công nghệ xử lý phế phụ phẩm sau chế biến gỗ thành nguyên liệu đầu vào sản xuất vật liệu composite gỗ nhựa. Đồng thời, hoàn thiện quy trình công nghệ tạo vật liệu composite từ phụ phẩm gỗ, kết hợp rác thải nhựa.

Theo đó, phế phụ phẩm sau chế biến (mùn cưa, phôi bào, bìa bắp, gỗ vụn) thu mua từ các công ty chế biến gỗ, được đem sấy khô rồi nghiền nhỏ thành bột có kích thước 2-4 mm. Rác thải nhựa có nguồn gốc HDPE (chai, can, chậu, ống nhựa,…), sau khi thu mua được làm sạch, sấy khô và cho vào máy ép đùn, cắt thành hạt.

Bột gỗ và hạt nhựa được phối trộn với phụ gia MAPE rồi đưa vào máy trộn nóng để tạo hỗn hợp gỗ - nhựa. Trong quá trình trộn, có thể thêm chất tạo màu. Sau quá trình trộn, hỗn hợp được đưa vào máy ép đùn để tạo hạt. Tiếp theo, hạt lại được ép bằng máy ép phẳng để tạo vật liệu composite gỗ - nhựa.

Phải thấy rằng, vật liệu HDPE ngày càng được nhiều người áp dụng. HDPE (High Density Polyethylene) là loại nhựa nhiệt dẻo làm từ dầu mỏ, cấu trúc phân tử mật độ cao nên dày, cứng, chống chịu va đập, kéo căng tốt hơn so với nhựa PE thông thường. Đây là nhựa tổng hợp dùng phổ biến nhất trong sản xuất hiện nay. Nhựa HDPE có cấu trúc phân tử đặc biệt, gồm các etylen kết hợp với nhau để tạo thành chuỗi dài. Điều này tạo ra cấu trúc linh hoạt, chịu áp lực, va đập, đồng thời chống lại sự hòa tan, ăn mòn bởi hóa chất, tác nhân môi trường khác. Với các đặc tính trên, HDPE ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như đóng gói, chế tạo sản phẩm nhựa, sóng nhựa, pallet nhựa, ống dẫn nước, hệ thống thoát nước, đồ chơi, bao bì, bình chứa, ống xả, vật liệu xây dựng...

Sản phẩm hoàn thiện sau quá trình nghiên cứu của đề tài.
Sản phẩm hoàn thiện sau quá trình nghiên cứu của đề tài.

Qua quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, nhóm lựa chọn được thông số công nghệ ép tạo vật liệu composite gỗ - nhựa từ phụ phẩm sau chế biến gỗ kết hợp với rác thải nhựa HDPE. Cụ thể, tỷ lệ phối trộn giữa gỗ và nhựa phù hợp nhất để tạo vật liệu composite gỗ - nhựa là 60 – 40, cùng với chất trợ tương MAPE ở tỷ lệ 0,5%, với áp suất ép 1,2 MPa, thời gian ép 25 phút, ở nhiệt độ 180oC.

Chế độ ép này cho ra sản phẩm vật liệu composite gỗ - nhựa có tính chất cơ học, vật lý tốt nhất, với khối lượng thể tích đạt 1,257gr/cm3, độ trương nở chiều dài sau khi ngâm nước ở mức 1,928%, độ bền kéo đạt 10,74 MPa. Ván có độ bền tự nhiên đạt mức tốt, có khả năng ứng dụng cao cho các sản phẩm ngoài trời.

Thông qua việc lựa chọn tỷ lệ phối trộn và điều kiện kỹ thuật phù hợp, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một quy trình sản xuất hiệu quả và có thể chuyển giao cho các đơn vị sản xuất. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu lượng chất thải mà còn thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp gỗ theo hướng bền vững.

Kết quả nghiên cứu là một minh chứng cho sự sáng tạo và năng động của ngành công nghiệp gỗ Việt Nam trong việc áp dụng công nghệ tiên tiến để giải quyết các thách thức môi trường và phát triển kinh tế. Việc tận dụng được nguồn phế phẩm gỗ và rác thải nhựa, trong đó có HDPE, LDPE sẽ tạo ra sản phẩm ứng dụng có giá trị kinh tế cao, đồng thời góp phần giải quyết vấn đề môi trường.

Xin chờ trong giây lát...

Hiện đại hóa hệ thống quan trắc, giải quyết "điểm nghẽn" trong ô nhiễm môi trường

Phiên bản di động