Triển khai Nghị quyết 57 - NQ/TW

1. Sự cần thiết phải nghiên cứu/ứng dụng 

Trong bối cảnh ngành chế biến gỗ nhân tạo trong nước và quốc tế phát triển mạnh, keo urea-formaldehyde (UF) đóng vai trò chủ lực nhưng lại tồn tại hạn chế lớn về phát thải formaldehyde – một chất độc hại với sức khỏe con người. Trước yêu cầu ngày càng khắt khe của các tiêu chuẩn môi trường quốc tế (E1, E0, CARB…), việc kiểm soát hàm lượng formaldehyde là vấn đề mang tính sống còn đối với các nhà sản xuất keo UF.

Tuy nhiên, phụ gia khử formaldehyde hiện vẫn đang phụ thuộc hoàn toàn vào nhập khẩu, làm giảm tính chủ động trong sản xuất và gia tăng chi phí. Từ thực tiễn đó, đề tài đặt ra hướng nghiên cứu mang tính cấp thiết và ứng dụng cao: Tổng hợp ethylene-urea trong nước và xây dựng đơn pha chế phụ gia tích hợp cho keo UF, hướng tới mục tiêu chủ động nguồn nguyên liệu và nâng cấp chất lượng sản phẩm keo theo các tiêu chuẩn quốc tế.

2. Quá trình nghiên cứu/ứng dụng

Đối tượng nghiên cứu: Ethylene-urea – hợp chất hữu cơ có khả năng phản ứng với formaldehyde tự do trong keo UF, làm giảm hàm lượng phát thải. Đề tài tiến hành nghiên cứu từ khâu tổng hợp ethylene-urea, xây dựng đơn pha chế phụ gia, tích hợp vào sản xuất keo UF và đánh giá khả năng thay thế phụ gia nhập khẩu qua thực nghiệm sản xuất gỗ ép. 

2.1. Phương pháp nghiên cứu:

- Khai thác triệt để lý thuyết và dữ liệu khoa học trên thế giới làm cơ sở khoa học; 

- Tham vấn chuyên gia, hoàn thiện phương pháp luận nghiên cứu;

- Sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại như FTIR, NMR, HPLC, DSC,… để đánh giá chất lượng sản phẩm; 

- So sánh trực tiếp tính năng của keo có và không có phụ gia ethylene-urea để xác định hiệu quả ứng dụng.

2.2. Cơ sở khoa học và thực tiễn 

Keo UF là loại keo phổ biến nhờ giá thành thấp, độ kết dính tốt nhưng phát thải formaldehyde cao – chất đã được WHO xếp nhóm I về nguy cơ ung thư. Giải pháp dùng phụ gia ethylene-urea để vừa khử formaldehyde hiệu quả, vừa tăng tính chất cơ lý của keo là một hướng tiếp cận khoa học bền vững. Trong bối cảnh ngành gỗ nhân tạo xuất khẩu của Việt Nam yêu cầu keo phải đạt tiêu chuẩn phát thải cao (E1, E0, CARB), việc làm chủ công nghệ tổng hợp phụ gia trong nước là chiến lược đột phá giúp chủ động nguyên liệu, hạ giá thành và tăng sức cạnh tranh.

2.3. Nội dung nghiên cứu/ứng dụng 

Đề tài triển khai các nội dung nghiên cứu khoa học có tính hệ thống và định hướng ứng dụng rõ ràng:

- Tổng quan tài liệu khoa học liên quan;

- Xây dựng quy trình công nghệ tổng hợp ethylene-urea và sản xuất thử nghiệm;

- Thiết kế đơn pha chế hệ phụ gia đạt chuẩn EU; 

- Tối ưu quy trình sản xuất keo UF tích hợp hệ phụ gia; 

- Sản xuất thử nghiệm keo UF và gỗ ép, đánh giá chất lượng bằng các chỉ tiêu tiêu chuẩn quốc tế 

2.4. Kết quả nghiên cứu/ứng dụng

Đề tài đã thu được những kết quả có giá trị khoa học và ứng dụng cao:

1. Tối ưu hóa quy trình tổng hợp ethylene-urea với các thông số phản ứng cụ thể, có khả năng nhân rộng sản xuất công nghiệp. 

2. Xác định cấu trúc phân tử và độ tinh khiết của ethylene-urea bằng các phương pháp phân tích hiện đại như FTIR, ¹H-NMR, ¹³C-NMR, HPLC, DSC. Sản phẩm đạt độ tinh khiết 99%.

3. Sản xuất thử ethylene-urea với quy mô 60 kg/mẻ, quy trình ổn định, sản phẩm tương đương hàng nhập khẩu. 

4. Xây dựng đơn pha chế hệ phụ gia khử formaldehyde có tỉ lệ tối ưu giữa ethylene-urea và các chất tăng cường khác (Melamin, PVA, tinh bột, Hexamin). 

5. Xây dựng quy trình sử dụng phụ gia theo từng mức chất lượng keo (E2, E1, E0) với các thông số kỹ thuật chính xác, dễ tích hợp vào dây chuyền sản xuất hiện hữu.

6. Sản xuất thử quy mô công ngh keo UF đạt tiêu chuẩn E1, E0, được ứng dụng ngay trong sản xuất ván ép công nghiệp.

7. Gỗ công nghiệp sản xuất bằng keo nghiên cứu đạt đầy đủ các tiêu chuẩn cơ lý và tiêu chuẩn phát thải khi được kiểm nghiệm độc lập bởi tổ chức quốc tế Intertek.

8. Kết quả nghiên cứu đã được đăng trên Tạp chí Hóa học, góp phần công bố rộng rãi về mặt học thuật và công nghệ. 

9. Đề tài được công nhận là sáng kiến cấp ngành của Tập đoàn Hóa chất Việt Nam – minh chứng cho tính thực tiễn và giá trị ứng dụng vào sản xuất mang lại hiệu quả cao. 

3. Ý nghĩa và hiệu quả của nghiên cứu/ứng dụng

Về hiệu quả nội bộ: Ứng dụng kết quả nghiên cứu đã giúp Trung tâm nâng sản lượng keo chất lượng cao bán ra thị trường từ 2.500 tấn/năm (năm 2020) lên 6.000 tấn/năm từ năm 2022 đến nay, tăng trưởng hơn 60%, đồng thời tiết giảm chi phí, tăng tính cạnh tranh nhờ chủ động nguồn phụ gia trong nước. Hệ phụ gia mới còn giúp nâng chất lượng, giảm formaldehyde sâu và dễ áp dụng trên dây chuyền hiện có.

Về hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường: Đề tài góp phần quan trọng vào mục tiêu phát triển ngành keo – gỗ nhân tạo bền vững, giảm lệ thuộc nhập khẩu, hạ giá thành và nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm gỗ công nghiệp Việt Nam trên thị trường quốc tế. Sản phẩm đạt các tiêu chuẩn cao như E1, E0, CARB mở rộng cánh cửa vào các thị trường khó tính như EU, Nhật, Mỹ. Đồng thời, công nghệ này đóng góp vào xu hướng công nghiệp xanh – sạch – thân thiện môi trường, phù hợp với chiến lược phát triển bền vững của quốc gia.