Trong bối cảnh ngành xây dựng và nội thất ngày càng phát triển, gỗ nhựa đã trở thành một lựa chọn lý tưởng nhờ độ bền vượt trội và khả năng ứng dụng linh hoạt cho cả nội thất và ngoại thất. Các nghiên cứu, cải tiến công nghệ trong sản xuất gỗ nhựa theo hướng tận dụng rác thải nhựa và phế phụ phẩm từ chế biến gỗ đã đóng góp hữu hiệu vào nỗ lực giảm thiểu chất thải và bảo vệ môi trường.
Theo ông Nguyễn Trọng Nghĩa (Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng), gỗ nhựa là loại vật liệu composite, chủ yếu được tạo thành từ các loại nhựa nhiệt dẻo (như PE, HDPE, PP, PVC,…), có thể từ nhựa tái sinh hoặc nguyên sinh, cùng với cốt là các bột gỗ, sợi gỗ hay các loại sợi thực vật khác và một số chất phụ gia trợ liên kết khác (nếu cần). Gỗ nhựa có nhiều có ưu điểm như: độ bền cao, không bị cong vênh, trọng lượng nhẹ, có khả năng chống nước, chống cháy, cách nhiệt, cách điện, chống mối mọt,… nên được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng.
Một số sản phẩm làm từ gỗ nhựa (Nguồn: https://europlastwood.com.vn/)
Việc tận dụng các phế phụ phẩm trong lâm nghiệp để làm nguyên liệu đầu vào cho các ngành sản xuất khác đã được thực hiện từ khá lâu ở Việt Nam. Năm 2012, PGS.TS. Nguyễn Vũ Giang và cộng sự (Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) thực hiện đề tài cấp Nhà nước (KC.02) nghiên cứu sử dụng bột gỗ nghiền từ phế phẩm của ngành sản xuất và chế biến gỗ trong nước, kết hợp với các loại polyme nhiệt dẻo phổ biến cùng với các chất phụ gia khác để tạo ra hỗn hợp dẻo có thể đùn ép thành các sản phẩm composite nhựa gỗ trên quy mô công nghiệp. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc xử lý bột gỗ thành vật liệu gia cường cho nhựa nhiệt dẻo mà không gây ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, nhóm cũng giải quyết được vấn đề tương hợp giữa bột gỗ và nền nhựa, cho phép sử dụng lượng bột gỗ lên tới 70% khối lượng sản phẩm hoặc hơn, tùy theo yêu cầu chất lượng, từ đó, giảm giá thành sản phẩm. Quy trình sản xuất gỗ nhựa composite đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền sáng chế số 1-0017173 (ngày 25/8/2017) cho gỗ nhựa composite trong nhà và bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0001768 (ngày 25/7/2018) cho gỗ nhựa composite ngoài trời.
Vật liệu nhựa gỗ composite (Nguồn: Cục Sở hữu trí tuệ)
Để giải quyết vấn đề rác thải nhựa HDPE và tận dụng phế phụ phẩm sau chế biến gỗ, năm 2020, “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” đã được tác giả Nguyễn Trọng Nghĩa và cộng sự (Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng) triển khai thực hiện. Nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện quy trình công nghệ xử lý rác thải nhựa có nguồn gốc HDPE (chai nhựa, can, chậu, ống nhựa,…), tái chế thành hạt nhựa có khối lượng thể tích 0,913-0,930 g/cm3. Sử dụng phế phụ phẩm sau chế biến gỗ (mùn cưa, phôi bào, bìa bắp, gỗ vụn), nhóm đã gia công thành bột gỗ có kích thước 2-4 mm. Gỗ nhựa được tạo ra bằng công nghệ ép phẳng bột gỗ, bột nhựa và chất trợ tương hợp MAPE, với tỷ lệ phối trộn 60:40:0,5 (áp suất ép 1,2 MPa, thời gian ép 25 phút, nhiệt độ ép 1800C). Nghiên cứu đã được Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đồng Nai nghiệm thu vào năm 2022, sẵn sàng chuyển giao quy trình công nghệ cho các đơn vị có nhu cầu.
Nguyên liệu đầu vào sản xuất vật liệu nhựa composite gỗ nhựa (Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
Nhằm tạo điều kiện, hỗ trợ doanh nghiệp trong việc chuyển giao, đổi mới, hoàn thiện công nghệ, tạo ra các sản phẩm có chất lượng, có giá trị gia tăng cao; thúc đẩy việc chuyển giao công nghệ phục vụ phát triển nông nghiệp ở vùng nông thôn, miền núi, địa bàn có điều kiện kinh tế - xã hội khó khăn và đặc biệt khó khăn; và đào tạo nhân lực KH&CN phục vụ chuyển giao, đổi mới, hoàn thiện công nghệ, “Chương trình Đổi mới công nghệ quốc gia đến năm 2030” đã được Thủ tướng Chính phủ ban hành ngày 25/01/2021 (Quyết định số 118/QĐ-TTg). Một trong những đơn vị khai thác tốt sự hỗ trợ từ chính sách này trong thực tiễn là Công ty TNHH Công nghiệp Quang Nam (tỉnh Hưng Yên). Đến tháng 7/2021, Công ty đã được Chương trình hỗ trợ hơn 6,5 tỷ đồng để thực hiện nhiệm vụ “Nghiên cứu, đổi mới dây chuyền, thiết bị công nghệ sản xuất sản phẩm gỗ nhựa phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu”. Với sự tài trợ của Nhà nước, Công ty đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công dây chuyền sản xuất gỗ nhựa tự động hóa cao (công suất 80-100 kg/giờ), cho sản phẩm hoàn thiện đạt tiêu chuẩn xuất khẩu. Dây chuyền sản xuất gồm hai nhóm máy phục vụ công tác tạo hình và tạo họa tiết. Mỗi nhóm có các loại máy móc chính (đảm nhiệm quy trình gia công sản xuất) và thiết bị phụ trợ thay thế con người để thực hiện các chức năng hỗ trợ (như vận chuyển, gia công bổ sung, hút bụi và làm mát,…), từ đó nâng cao độ chính xác cho sản phẩm. Dây chuyền hoạt động tự động, dễ kiểm soát và điều chỉnh tốc độ sản xuất, chỉ cần một đội ngũ nhân công nhỏ để giám sát hoạt động. Dây chuyền sản xuất của Công ty TNHH Quang Nam đã được ứng dụng vào thực tiễn, tạo ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu, mang lại hiệu quả kinh tế. Đồng thời, việc sử dụng nguyên liệu đầu vào từ rác thải nhựa tái sinh và phế phẩm trong ngành gỗ cũng góp phần tích cực vào công tác bảo vệ tài nguyên và môi trường.
Dây chuyền sản xuất gỗ nhựa được mô phỏng bằng phần mềm (Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
Là một trong những trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước, công tác đầu tư cho KH&CN và đổi mới sáng tạo luôn được TP.HCM quan tâm. Với hướng sản xuất gỗ nhựa, một số nghiên cứu đã được triển khai nghiên cứu, thực hiện từ rất sớm. Ví dụ, nghiên cứu “Thiết kế chế tạo hệ thống tạo hạt cho máy sản xuất vật liệu gỗ - nhựa” của Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ (năm 2012) đã thử nghiệm thành công mô hình máy trộn gỗ nhựa và mô hình máy đánh tơi gỗ nhựa dùng để tạo hạt cho máy sản xuất sản phẩm gỗ nhựa. Cùng năm, đề tài “Nghiên cứu và chế tạo thiết bị trộn vật liệu gỗ nhựa (WPC)” của tác giả Lưu Thanh Tùng (Trường đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM) đã hoàn thiện quy trình trộn vật liệu gỗ nhựa theo thông số tối ưu cho việc ép/đùn nhựa. Tác giả Lưu Thanh Tùng còn có nghiên cứu “Quy trình làm cốp pha đổ bê tông bằng vật liệu gỗ nhựa composit”, được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền sáng chế số 2-0001681 (ngày 20/03/2018).
Bên cạnh đó, các nghiên cứu về tác động của chất phụ gia tới một số tính chất của gỗ nhựa cũng rất được các nhà khoa học quan tâm. Ví dụ như: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới độ bền kéo, độ bền uốn của vật liệu phức hợp gỗ nhựa” của nhóm tác giả Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM và Trường đại học Lâm nghiệp Việt Nam, công bố năm 2015, đã xác định độ bền kéo và độ bền uốn của vật liệu gỗ nhựa đạt được tối ưu, khi tỷ lệ chất làm chậm oxy hóa khoảng 0,2% và chất hấp thụ tia UV khoảng 2,3%. Năm 2018, nhóm nghiên cứu “Ảnh hưởng của tỷ lệ chất độn canxi cacbonat tới một số tính chất của vật liệu composite gỗ nhựa”, cho kết quả tỷ lệ chất độn canxi cacbonat để sản xuất vật liệu composite gỗ nhựa là 7-9%.
Với mong muốn xác định rõ thực trạng ngành cao su – nhựa tại TP.HCM, các điểm nghẽn công nghệ, các yếu tố ảnh hưởng, các nhóm sản phẩm cần ưu tiên đầu tư phát triển ngành, tháng 12/2022, Sở Công thương TP.HCM đã chủ trì thực hiện nhiệm vụ KH&CN: “Xây dựng chiến lược phát triển ngành cao su – nhựa TP.HCM đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050”. Tháng 1/2024, nhiệm vụ này đã được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu. Theo kết quả nghiệm thu nhiệm vụ, các sản phẩm từ vật liệu composite (có gỗ nhựa) được xếp vào nhóm các loại sản phẩm cần tập trung phát triển. Nội dung này đã chính thức được Ủy ban Nhân dân TP.HCM phê duyệt trong “Chiến lược phát triển ngành cao su - nhựa TP.HCM đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050” (Quyết định số 2899/QĐ-UBND, ban hành ngày 26/7/2024). Nhiều giải pháp hỗ trợ các doanh nghiệp ngành cao su - nhựa cũng đã được chỉ rõ, đặc biệt là các chính sách hỗ trợ tín dụng, chương trình hỗ trợ lãi suất cho các doanh nghiệp đầu tư đổi mới máy móc thiết bị, nâng cao năng lực cạnh tranh,… Đây là cơ hội tốt cho các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp để hợp tác, đẩy mạnh phát triển ngành sản xuất gỗ nhựa, tạo ra thêm việc làm, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế
Kim Nhung
--------------------------------------------------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính
[1] Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia https://nsti.vista.gov.vn/
[2] Thư viện CESTI. http://www.cesti.gov.vn/trang-chu-thu-vien/
[3] Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp. Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ ép phẳng đến một số tính chất cơ học và vật lý của vật liệu composite gỗ - nhựa từ phế phụ phẩm sau chế biến gỗ kết hợp với rác thải nhựa HDPE. https://vjfs.vafs.gov.vn/js/article/view/820
[4] Cục Sở hữu trí tuệ. Đưa bột gỗ thành vật liệu composite thân thiện với môi trường. https://www.ipvietnam.gov.vn/sang-che-viet/-/asset_publisher/XzSH8lY4WRq7/content/-ua-bot-go-thanh-vat-lieu-composite-than-thien-voi-moi-truong
[5] Tạp chí khoa học và Công nghệ Việt Nam. Chế tạo dây chuyền sản xuất gỗ nhựa tự động hóa cao bằng nguồn lực trong nước. https://vjst.vn/vn/tin-tuc/8867/che-tao-day-chuyen-san-xuat-go-nhua-tu-dong-hoa-cao-bang-nguon-luc-trong-nuoc.aspx
[6] Vân Minh. TPHCM: Đến năm 2030, tốc độ tăng trưởng giá trị gia tăng ngành cao su - nhựa duy trì ở mức 8-9%/năm. https://www.hcmcpv.org.vn/tin-tuc/tphcm-den-nam-2030-toc-do-tang-truong-gia-tri-gia-tang-nganh-cao-su-nhua-duy-tri-o-muc-8-9-na-1491925692