Luận án Nâng cao chất lượng gỗ keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) bằng phương pháp nhiệt - cơ dùng để sản xuất ván sàn

g lớn nhất đến 
độ dẻo của gỗ. Cơ chế của dẻo hoá gỗ là sự thay thế liên kết hydro trong lignin bằng 
liên kết lignin-nước. [56] 
Hemicellulose chuyển sang trạng thái đàn nhớt dưới tác dụng của nhiệt độ và độ 
ẩm. Tuy nhiên, nhiệt độ chuyển trạng thái của Hemicellulose lớn hơn lignin trong cùng 
một trị số độ ẩm. 
Hình 2.4. Ảnh hưởng của độ ẩm đến nhiệt độ chuyển trạng thái 
của hemicellulose và lignin 
 (---): lignin, (----): hemicellulose 
“Nguồn: Irvine 1984” 
Cellulose là thành phần chính tạo nên lớp thành tế bào thực vật, giúp cho các mô 
thực vật có độ bền cơ học và tính đàn hồi. Cellulose không tan trong nước ngay cả khi 
đun nóng và các dung môi hữu cơ thông thường. Do vậy, cellulose ít bị tác động trong 
quá trình hoá dẻo. 
 Ở trạng thái khô, nhiệt độ chuyển trạng thái từ cứng sang dẻo của lignin là 
khoảng 205 °C (Back và Salmén 1982). Một số nhà nghiên cứu cho rằng nhiệt độ Tg 
khác nhau đối với lignin phụ thuộc vào nhiệt độ khác nhau của gỗ. Khi tăng độ ẩm 
hoặc sử dụng chất làm dẻo sẽ làm giảm Tg cho tất cả các thành phần của gỗ. Khi tăng 
độ ẩm đến trị số độ ẩm bão hoà thớ gỗ, lignin có Tg khoảng 100 °C. Ở điều kiện 
thường (nhiệt độ, độ ẩm) gỗ được coi là vật liệu cứng và dòn, nhưng khi tăng nhiệt độ 
46 
và/hoặc tăng độ ẩm gỗ sẽ chuyển sang trạng thái dẻo và dão. Nhiệt độ chuyển trạng 
thái Tg của cellulose, hemicellulose và lignin là khác nhau. Tg của gỗ khi độ ẩm cao 
phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc lignin, đặc biệt phụ thuộc vào số lượng nhóm 
methoxyl có khả năng tham gia phản ứng. Đồng thời theo kết quả nghiên cứu của 
Salmen (1982), trị số nhiệt độ Tg của lignin là 100 oC khi gỗ có độ ẩm 10%. Khi nhiệt 
độ cao, khả năng hút ẩm của gỗ sẽ tăng (đặc biệt khi nhiệt độ lớn hơn Tg), đây là một 
trong những nguyên nhân làm cho lignin bị thay đổi cấu trúc. Khi nhiệt độ hấp gỗ cao, 
thời gian hấp gỗ dài độ dẻo của gỗ tăng, tuy nhiên cũng làm giảm đáng kể độ bền cơ 
học của gỗ. Do cellulose, lignin và hemicellulose sau khi bị tác động bởi ẩm, nhiệt sẽ 
bị tiền thuỷ phân, cấu trúc lỏng lẻo và không thể phục hồi trạng thái ban đầu [36] 
Các phương pháp hoá mềm gỗ: 
1) Công nghệ hoá mềm gỗ bằng phương pháp hấp: Việc hấp gỗ được thể hiện bởi 
quá trình làm nóng gỗ với độ ẩm trên 15% bằng cách sử dụng hơi nước với nhiệt độ cao 
hơn 80 oC. Sự gia tăng nhiệt độ gỗ được tiến hành thông qua sự đối lưu theo hướng từ 
bề mặt về phía trung tâm của các mẫu gỗ. Mẫu vật bằng gỗ được đặt trong buồng hấp 
gần nhau hoặc theo hàng trên các thanh kê. Thiết bị hấp gỗ mà Dimitar H. Angelski sử 
dụng được thể hiện như hình 2.6. 
Hình 2.5. Thiết bị hấp gỗ gia nhiệt bằng hơi nước 
“Nguồn: Dimitar H. Angelski -2014” 
 Thời gian hoá mềm phụ thuộc phần lớn vào chiều dày của chi tiết gỗ, loài gỗ, 
cách xếp phôi trong buồng hấp và phụ thuộc vào cường độ dòng hơi nước. Để tránh 
làm khô bề mặt các chi tiết bằng gỗ trong quá trình hấp, chúng được làm nóng bằng 
hơi nước bão hòa. Với những ưu điểm về chất lượng hoá mềm, về khía cạnh môi 
trường nên hấp gỗ là phương pháp phù hợp để làm mềm, hoá dẻo gỗ. Các chi tiết có 
47 
thể uốn cong ở bán kính nhỏ và chiều dày lớn. Đây là lý do chính cho phương pháp 
này được thực hiện rộng rãi nhất trong việc sản xuất các chi tiết bằng gỗ cong bằng 
cách uốn. 
2) Công nghệ hoá mềm gỗ bằng phương pháp luộc: Luộc gỗ là quá trình đun sôi 
của gỗ trong nước nóng ở nhiệt độ 100 °С. Phương pháp này sẽ rút ngắn thời gian hoá 
mềm gỗ (nhanh gấp 1,5 lần) so với phương pháp hấp. Saito, Y. và cộng sự (1951) đã 
chứng minh rằng áp lực uốn là thấp hơn đối với các loại gỗ được hoá dẻo bằng cách 
luộc so với hoá dẻo bằng phương pháp hấp. Hoá mềm gỗ bằng phương pháp luộc có 
ba nhược điểm lớn: một là, gỗ bị thay đổi màu sắc rất lớn, thông thường gỗ chuyển 
sang màu nâu đen; hai là, sau khi xử lý gỗ dễ bị nứt đầu do tác dụng quá nhanh của 
ẩm, nh iệt; ba là, phương pháp này đòi hỏi thời gian sấy lâu hơn sau khi uốn, tốn nhiều 
thời gian, năng lượng và làm giảm hiệu quả hoạt động trong sản xuất các chi tiết cong. 
3) Công nghệ hoá mềm gỗ bằng phương pháp ép nhiệt: Hoá mềm gỗ theo 
phương pháp ép nhiệt còn gọi là hoá mềm theo phương pháp khô. Quá trình làm nóng 
của nó thực hiện bởi tiếp xúc với bề mặt kim loại nóng (bàn ép). Việc làm nóng được 
thực hiện theo hướng từ bề mặt về phía trung tâm của các chi tiết gia nhiệt và tiến 
hành trên các máy ép chuyên dụng. 
Hình 2.6. Máy ép thuỷ lực hoá mềm và uốn gỗ 
 “Nguồn: Dimitar H. Angelski -2014” 
Phương pháp này có hai ưu điểm chính: không cần làm ẩm gỗ trước khi xử lý 
và thời gian để ổn định hình dạng sau khi uốn được rút ngắn. Nhược điểm chính của 
các phương pháp này là mức độ hoá mềm của gỗ, thời gian hoá mềm dài. Do đó, 
phương pháp này rất phù hợp với hoá mềm các chi tiết có thể uốn cong ở các bán kính 
48 
cong tương đối lớn. Trong thực tế, tỷ lệ bán kính cong/chiều dày (R/h) không nhỏ hơn 
25-30. Hạn chế này được khắc phục trong thực tế bằng cách kết hợp quá trình dẻo hóa 
nhiệt với việc ngâm sơ bộ các chi tiết bằng gỗ với độ ẩm 8-12% trong nước đun nóng 
đến 60-80 oС trong một khoảng thời gian từ 15 đến 30 phút. 
 4) Công nghệ hoá mềm gỗ bằng dòng cao tần: Cơ chế hoá mềm theo phương 
pháp này là sự ma sát nội tại trong quá trình quay của các phân tử nước làm cho nhiệt 
độ tăng lên của vật liệu gỗ. Việc tạo nhiệt độ trong thể tích vật liệu từ trung tâm đến bề 
mặt là điểm khác biệt chính và lợi thế của phương pháp này đối với các phương pháp 
truyền nhiệt thông thường đối với gỗ (tiếp xúc, đối lưu), ở đó nhiệt độ bề mặt cao hơn 
nhiệt độ trung bình và có gradient nhiệt độ ẩm. Độ ẩm của gỗ ban đầu là một trong 
những yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ tăng nhiệt độ. Độ ẩm giữa 15% và 20% và 
tần số của trường điện từ 5 đến 9 MHz được coi là tối ưu trong quá trình làm mềm gỗ. 
Thời gian hoá mềm gỗ bằng dòng cao tần nhanh hơn so với các phương pháp hoá 
mềm khác. Thời gian của nó là 1-10 phút tùy thuộc vào công suất của máy phát tần số 
cao và kích thước mặt cắt ngang của các chi tiết. Mặc dù thời gian hoá mềm tương đối 
ngắn, phương pháp này rất khó áp dụng vì gỗ dễ bị nứt bên trong, đặc biệt khi sự phân 
bố không đồng đều của độ ẩm ban đầu theo chiều dọc và theo mặt cắt chi tiết. 
Hình 2.7. Máy ép cáo tần hoá mềm và uốn, ép gỗ 
“Nguồn: Dimitar H. Angelski -2014” 
5) Công nghệ hoá mềm sử dụng hoá chất: Hoá mềm gỗ bằng hóa chất là quá 
trình tác động, phản ứng của hoá chất với các thành phần hoá học cấu tạo nên gỗ, biến 
đổi cấu trúc vách tế bào gỗ, dẫn đến sự thay đổi một phần của các mối liên kết, hoà tan 
và nới lỏng các mối liên kết trong vách tế bào gỗ. Độ mềm dẻo trước hết là do sự biến 
49 
đổi của lignin, hemicellulose. Việc hoá mềm bằng phương pháp hóa học thường sử 
dụng các dung dịch nước amoniac, urea, dicyandiamide....Ưu điểm chính của quá trình 
hoá mềm bằng hoá chất là thời gian xử lý nhanh, mức độ đồng đều cao, gỗ ít bị khuyết 
tật sau khi xử lý. Nhược điểm của phương pháp này là độ bền cơ học của gỗ giảm, gỗ 
thường bị xẫm màu. Chi phí sản xuất lớn, đặc biệt là xử lý vấn đề ô nhiễm môi trường. 
Dimitar H. Angelski đã lập bảng so sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp 
hoá mềm gỗ ứng dụng trong công nghệ uốn cong các chi tiết hể hiện như bảng 2.1 
Bảng 2.2. So sánh các phương pháp hoá mềm gỗ 
Phương pháp 
hoá mềm 
Độ 
ẩm 
gỗ, 
% 
Độ 
uốn 
cong 
tối đa 
(R/h) 
Thời 
gian 
hoá 
mềm, 
phút 
Thời 
gian 
ổn 
định, 
giờ 
Thiết bị Ưu điểm chính Nhược điểm chính 
Hấp ở nhiệt độ 
95 oC 
20 1,5/1 14 241 Nồi hấp 
Độ hoá mềm cao, 
không ô nhiễm 
Thời gian sấy dài 
Hấp ở môi 
trường áp suất 
cao 135 oC 
20 1,5/1 6 240 Autoclave 
Độ hoá mềm cao, 
năng suất cao 
Độ bền giảm, gỗ bị 
mốc 
Luộc ở nhiệt độ 
98,5 oC 
20 1,5/1 22 260 Bể luộc 
Độ hoá mềm cao, 
không ô nhiễm 
Thời gian sấy dài, 
gỗ bị mốc 
Ép nhiệt ở 100 
oC 
12 25/1 10 114 
Máy ép 
nhiệt 
Năng suất cao Độ mềm dẻo thấp 
Dòng cao tần 28 16/1 4 2 
Máy phát 
cao tần 
Năng suất cao 
Yêu cầu độ ẩm 
phải đồng đều 
Xông hơi 
Ammonia 
20 1,5/1 180 290 
Buồng xử 
lý 
Độ hoá mềm cao 
Năng suất thấp, ô 
nhiễm môi trường 
“Nguồn: Dimitar H. Angelski -2014” 
 Cơ chế biến dạng gỗ khi biến tính bằng phương pháp nhiệt-cơ 
Mặc dù gỗ là hệ phân tán phức tạp dưới dạng nhựa, nước, dầu cùng các chất khác 
và có cấu trúc phức tạp nhưng giữa độ chặt và độ bền của tất cả các loại gỗ có mối 
quan hệ như sau [53]: 
  BA (2.1) 
Trong đó: σ - Độ bền; A và B - Các hằng số; ρ - Độ chặt của gỗ. 
50 
Từ mối quan hệ trên Khukhranxki đã đưa ra luận điểm thứ nhất của lý thuyết ép 
gỗ [53]: Có thể làm tăng độ bền của tất cả các loại gỗ bằng cách làm chặt, nếu 
như việc làm chặt không phá vỡ các tế bào của gỗ. 
Độ chặt và độ bền của các thành phần cấu trúc của gỗ không giống nhau. Sự khác 
nhau về độ chặt của các thành phần cấu trúc tạo nên độ bền khác nhau của các lớp 
vòng năm sớm và muộn. Độ bền của gỗ muộn cấu tạo từ các phần tử vách dày cao hơn 
đáng kể so với gỗ sớm cấu tạo từ các tế bào có vỏ mỏng. 
Các đặc điểm về cấu trúc gỗ cũng như đặc điểm biến dạng khi ép là cơ sở để 
Khukhranxki đưa ra luận điểm thứ hai của lý thuyết ép [53]: Việc ép gỗ nên tiến hành 
ngang thớ, trong đó đối với loài gỗ lá kim và gỗ lá rộng mạch vòng ép theo hướng 
vuông góc, đối với loài gỗ lá rộng mạch phân tán-theo hướng vuông góc cũng như 
hướng tiếp tuyến. 
Nước liên kết có ảnh hưởng lớn đến độ bền và biến dạng của gỗ trong khi ép. Khi 
độ ẩm W của gỗ tăng, khả năng biến dạng của gỗ cũng tăng, nhưng độ bền sẽ giảm 
theo quy luật đường hipebol: 
  121
12
Wk
w

 (2.2) 
Trong đó: σw -độ bền của gỗ ở độ ẩm nghiên cứu; σ12 - độ bền của gỗ ở độ ẩm 
12%; k – hệ số điều chỉnh độ ẩm khi ép gỗ ngang thớ, k = 0,035. 
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến độ bền và độ biến dạng của gỗ. Khi nhiệt độ tăng, 
độ bền sẽ giảm nhưng khả năng biến dạng của gỗ sẽ tăng. 
Giữa độ bền và nhiệt độ của gỗ có mối quan hệ như sau: 
baT  (2.3) 
Trong đó: σ - độ bền của gỗ; a và b - hằng số phụ thuộc vào độ ẩm của gỗ; T-
nhiệt độ của gỗ. 
Gỗ trong trạng thái bị làm nóng ở độ ẩm khoảng điểm bão hòa của các sợi sẽ có 
độ dẻo cao hơn khi bị ép. Trong quá trình làm nguội và sấy khô, gỗ sẽ trở nên cứng 
hơn. Sau khi ép, sấy và làm nguội trong trạng thái bị ép chặt, gỗ sẽ giữ được hình dạng 
mới với những tính chất cơ học cao. Trên cơ sở đó Khukhranxki đưa ra luận điểm thứ 
ba của lý thuyết ép [53]: Gỗ được ép trong trạng thái hóa mềm sau đó được sấy 
51 
khô và làm nguội để cố định hình dạng mới tạo nên. 
Trong công nghệ nén ép gỗ, thường tiến hành nén ép theo chiều ngang thớ. Mối 
quan hệ giữa ứng lực và biến dạng được thể hiện ở hình 2.10 [4], [34] 
Từ đồ thị hình 2.9 cho ta thấy, biến dạng của gỗ khi ép theo chiều ngang thớ có 3 
pha. Trong một số trường hợp gỗ thông, ở pha thứ nhất OA (ε = 0 đến ε = 3-6%) biến 
dạng tăng dần cùng với việc tăng ứng suất, ở pha thứ 2 AB (ε = 3-6% đến ε = 30-
40%). Biến dạng tiếp tục tăng trong khi ứng suất hầu như không thay đổi. Trị số biến 
dạng ở pha 2 phụ thuộc vào độ chặt của gỗ. Độ chặt của gỗ tự nhiên càng lớn thì trị số 
cuối cùng của biến dạng càng nhỏ và ngược lại. [53] 
Hình 2.8. Mối quan hệ giữa ứng lực và biến dạng trong quá trình ép ngang thớ gỗ 
“ Nguồn: Khukhranxki 1964” 
Ở pha thứ 3 biến dạng xảy ra khi ứng suất tăng mạnh. Sự chuyển hóa của biến 
dạng từ pha này sang pha kia xảy ra một cách từ từ. Để có thể tăng khả năng sức chịu 
ép ngang của gỗ mà vách tế bào của gỗ không bị phá huỷ cần phải có sự dẻo hoá vách 
tế bào để cho gỗ có thể chịu được lực ép ngang đến mức tối đa, tức là tăng sự biến 
dạng dẻo (biến dạng vĩnh cửu) của gỗ (giai đoạn BC). 
Biến dạng toàn phần của gỗ ε gồm biến dạng đàn hồi εy và biến dạng dẻo εb: 
by  (2.4) 
Sau khi biến đổi toán học, ta có phương trình biến dạng toàn phần như sau: 
vE ..2
2


 (2.5) 
Trong đó: σ - ứng suất; E - mô đun đàn hồi của gỗ khi ép ngang thớ; η - Hệ số độ 
dẻo của vật liệu; v - tốc độ tăng tải. 
52 
Phương trình biến dạng toàn phần của vách tế bào gỗ chỉ đúng đến một trị số ứng 
suất nhất định, khi ứng suất vượt quá trị số đó thì biến dạng vách tế bào gỗ sẽ thay đổi 
rất mạnh. Trị số ứng suất đó gọi là Ứng suất tới hạn, được xác định khi ép ngoài tâm 
vách dọc của vách tế bào như ép một thanh đàn hồi. Thời điểm bắt đầu biến hình vách 
tế bào chính là điểm cuối của pha thứ nhất và điểm đầu của pha thứ 2 biến dạng ép gỗ 
ngang thớ [35] 
 Các chuyển hoá trong gỗ khi xử lý bằng phương pháp nhiệt-cơ 
Chuyển hoá tinh thể của lignin: chuyển hoá là hiện tượng phổ biến của các vật liệu 
cao phân tử không định hình, vì không có khả năng tạo thành toàn bộ các hợp chất cao 
phân tử kết tinh nên không thể hình thành được kết tinh 100%, do đó luôn luôn tồn tại 
vùng không kết tinh. Khi các chất liệu cao phân tử phát sinh chuyển hoá thuỷ tinh các 
tính chất vật lý, cơ học đặc biệt là tính chất cơ học có sự thay đổi mạnh mẽ, trong khu 
vực nhiệt độ chuyển hoá chỉ cần thay đổi nhiệt độ khoảng vài độ thì môđun đàn hồi đã 
thay đổi 3 - 4 cấp. Lúc này, gỗ từ vật rắn có độ cứng tương đối cao đột nhiên trở thành 
vật liệu đàn hồi dẻo, hoàn toàn thay đổi tính năng vốn có của vật liệu. Vì thế, chuyển 
biến thuỷ tinh là một tính chất vô cùng quan trọng của chất cao phân tử. Trong hình 2.10 
biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ chuyển hoá và biến dạng gỗ. [26], [50], [51] 
 Chuyển hoá thuỷ tinh của vật liệu cao phân tử là sự chuyển biến giữa trạng thái 
thuỷ tinh và trạng thái đàn hồi cao. Nhiệt độ chuyển hoá trạng thái thuỷ tinh (Tg) là 
một chỉ tiêu quan trọng để biểu thị chuyển hoá thuỷ tinh. 
Hình 2.9. Mối quan hệ giữa nhiệt độ chuyển hoá và biến dạng của gỗ 
“Nguồn: Sahbi Ouertani 2014” 
Khi nhiệt độ gỗ (T) nhỏ hơn nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh Tg, lúc này gỗ đang ở 
53 
trạng thái thuỷ tinh, khi nhiệt độ gỗ (T) nằm trong khoảng nhiệt độ chuyển hoá thuỷ 
tinh và nhiệt độ lỏng dính (Tf) (T (Tg & Tf) thì gỗ đang ở trạng thái đàn hồi cao, khi 
nhiệt độ gỗ T lớn hơn nhiệt độ chuyển hoá lỏng dính Tf thì gỗ ở trạng lỏng dính. Khi 
nhiệt độ gỗ nhỏ hơn nhiệt độ thuỷ tinh hoá thì năng lượng của phân tử rất thấp những 
chuyển động của các mắt xích bị đông cứng và ta không đo được chuyển động của các 
đoạn mạch biểu thị biến dạng. Vì thế, trên quan điểm vi mô biến dạng của chất cao 
phân tử trạng thái thuỷ tinh là rất nhỏ. Khi nhiệt độ tăng cao thì năng lượng chuyển 
động nhiệt và thể tích tự do của phân tử của các chất cao phân tử tăng dần, khi nhiệt độ 
đạt đến nhiệt độ thuỷ tinh hoá thì chuyển động của các mắt xích phân tử bắt đầu bị 
kích phát, lúc này hình thành khu vực chuyển hoá thuỷ tinh của trạng thái động lực 
học chất cao phân tử vô định hình (lignin), khi nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ Tf thì gỗ 
chuyển hoá thành dạng lỏng dính làm cho chất cao phân tử giống như chất lỏng dính 
sản sinh chuyển động của chất lỏng dính. 
 Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, lignin có đặc tính chuyển hoá thuỷ tinh của 
chất cao phân tử vô định hình. Khi gia nhiệt cho lignin đạt đến nhiệt độ chuyển hoá 
thuỷ tinh thể Tg, lignin nhanh chóng dẻo hoá. Các yếu tố làm ảnh hưởng đến nhiệt độ 
dẻo hoá của lignin là nguồn gốc, phương pháp phân ly phân tử lượng, độ ẩm của 
lignin. Nếu độ ẩm của lignin thấp thì nhiệt độ chuyển hoá cao, ngược lại nếu độ ẩm 
của lignin cao thì nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh của nó giảm xuống. 
 Cơ chế cũng như quá trình chuyển hoá thuỷ tinh thể của lignin rất quan trọng 
trong công nghệ biến tính gỗ bằng phương pháp nén ép, gia nhiệt trực tiếp. Trong quá 
trình ép tạo chiều dày ván, khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh thể nhờ 
vào tác dụng dẻo nhiệt của lignin có thể nhanh chóng tạo được chiều dày ván với áp 
lực nhỏ. Chuyển hoá tinh thể của vách tế bào: các thành phần của gỗ có thể dẻo hoá bao 
gồm cellulose, vùng không kết tinh của cellulose và hemicellulose có tác dụng thân hợp 
rất mạnh với tính trương nở của gỗ. Nước không thể thâm nhập vào vùng kết tinh của 
cellulose nhưng dung dịch NH3 thì có thể thâm nhập vào được. Từ đó, làm cho bên 
trong của các mixencellulose trương nở. Chính điều đó ta có thể thấy chỉ có thể dẻo hoá 
các thành phần của vách tế bào bằng hoá chất còn nhiệt độ thì ít có tác dụng. Ta thấy, 
lignin là một thành phần hết sức quan trọng liên quan đến khả năng dẻo hoá của gỗ. 
54 
 Các biến dạng trong gỗ khi xử lý bằng phương pháp nhiệt-cơ 
Gỗ là một loại vật liệu mang đồng thời hai tính chất rắn đàn hồi và lỏng dính, gỗ 
thuộc loại vật liệu cao phân tử khi chịu ngoại lực tác dụng thì sản sinh 3 loại biến 
dạng: Biến dạng đàn hồi tức thời, biến dạng sau đàn hồi và biến dạng dẻo. 
Như chúng ta đã biết, gỗ được cấu tạo nên bởi vô số tế bào, vách tế bào được cấu 
tạo nên bởi hai thành phần chính là cellulose và lignin. Cellulose có cấu trúc định hình 
(microfiber) người ta ví như sườn sắt. Đây chính là thành phần chính sản sinh ra nội 
lực của gỗ. Lignin là một chất keo có cấu trúc vô định hình, người ta ví như ximăng 
bám trên sườn sắt để tạo ra khối bêtông - chính là vách tế bào. Do cấu trúc như vậy 
lignin chỉ là thành phần thứ yếu sản sinh ra nội lực. Biến dạng đàn hồi là do cellulose 
đã sản sinh ra nội lực tạo ra biến dạng đàn hồi; lignin, cellulose và hemicellulose sinh 
ra biến dạng dẻo (biến dạng vĩnh cửu). Biến dạng vĩnh cửu biểu thị độ dẻo của gỗ. 
+ Biến dạng đàn hồi tức thời: 
Hình 2.10. Sự biến dạng của gỗ theo thời gian tác dụng ngoại lực 
“Nguồn: Sahbi Ouertani 2014” 
Khi chịu tác động của ngoại lực, biến dạng sản sinh tương ứng với tốc độ tăng tải 
trọng gọi là biến dạng đàn hồi tức thời, biến dạng này tuân theo định luật Hooke khi tải 
trọng kết thúc thì gỗ lập tức tạo nên biến dạng đàn hồi giảm dần theo thời gian gọi là 
biến dạng đàn hồi dẻo (biến dạng sau đàn hồi) nó do các mắt xích phân tử celulose bị 
uốn cong hay bị kéo dãn tạo thành, loại biến dạng này cũng tỷ lệ nghịch, so với biến 
dạng đàn hồi thì nó có tính trễ thời gian. Chuỗi phân tử celulose bị trượt lên nhau khi 
chịu ngoại lực tác dụng biến dạng này được gọi là biến dạng dẻo, đây là biến dạng có 
tính thuận nghịch. Từ đó cho thấy, gỗ là loại vật liệu vừa có biến dạng đàn hồi vừa có 
55 
biến dạng dẻo. Hình 2.11 thể hiện sự phụ thuộc của biến dạng của vật liệu gỗ theo thời 
gian tác động lực. 
+ Biến dạng dẻo của gỗ: 
Biến dạng dẻo của gỗ tương đối nhỏ vì vậy có hạn chế nhất định trong khi gia 
công. Gỗ là loại vật liệu cao phân tử tính dẻo của nó là kết quả của biến dạng và sự 
dịch chuyển tương đối giữa các cao phân tử dưới tác dụng của ngoại lực. Ở nhiệt độ 
thường, để nâng cao tính dẻo của gỗ phải cho thêm hoá chất làm cho lực liên kết giữa 
các phân tử yếu đi. Ngoài ra, thông qua tác dụng của nhiệt độ, nó làm cho các chất nền 
(cellulose, lignin) của gỗ dẻo hoá quá trình đó cũng có thể nâng cao tính dẻo của gỗ. 
Tính chất này gọi là tính nhiệt dẻo của gỗ. 
Lignin là một chất có tính nhiệt dẻo, vì nó là chất không định hình cho nên điểm 
nóng chảy không cố định. Loài cây khác nhau, nhiệt độ hoá dẻo và nóng chảy của nó 
cũng khác nhau. Nhiệt độ hoá dẻo của lignin có quan hệ mật thiết với độ ẩm. Điểm 
nhiệt dẻo (hoá dẻo) của nó ở trạng thái khô kiệt là 127-193 oC còn ở trạng thái ẩm ướt 
thì giảm xuống rõ rệt khoảng 77-128 oC. 
Hemicellulose do hút nước nên điểm hoá dẻo của nó cũng giảm xuống tương tự 
trường hợp của lignin. Chất giữ vai trò cốt lõi của gỗ là cellulose thì điểm hoá dẻo lớn 
hơn 2320C, vùng kết tinh của nó không chịu ảnh hưởng của nước chuyển hóa trạng 
thái thuỷ tinh của cellulose giảm theo mức độ tăng của độ ẩm. 
Theo Hilis (1984) đối với gỗ ở trạng thái bão hoà nước ở nhiệt độ 70-80 oC và ở 
80 - 100 oC hình thành 2 khu vực dẻo nhiệt độ liên tục. Người ta cho rằng khoảng 70 – 
80 oC là điểm chuyển hoá thuỷ tinh của hemicellulose, 80-100 oC lignin; gỗ ở trạng 
thái ẩm ướt khi gia nhiệt có tính dẻo nhiệt rõ rệt. [30] 
Như vậy, khả năng biến dạng dẻo của gỗ phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của gỗ; 
ngoài ra biến dạng dẻo của gỗ còn phụ thuộc và