автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Разработка и исследование клеев-расплавов для изделий из кожи

2 Ц ФЕВ 1397

шшистерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный: университет технологии и дизайна

На правах рукописи

КОВДРАШОВА. НАТАЛИЙ НИКОЛАЕВНА

УДК 668.395.045:685.31

РАЗРАБОТКА Ж ИССЛЕДОВАНИЕ' КЛЕЕВ-РАСПЛАВОВ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОИ

Специальность: 05.19.06 - Технология обувных и

кожевенно—галантерейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Карагезян Ю.А.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Короткая Л.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Вальщиков Н.М. кандидат технических наук, АООТ "Скороход" Минц Д.Р.

Ведущее предприятие: АООТ "Виктория"

Защита состоится " " /чОр^с/ 1997 г. в /2 час на заседании специализированного Совета К.063,67.01 при Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна, ауд. 241.

Адрес: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "'30 " 1997 г.

Ученый секретарь специализированного Совета К.063.67.01, кандидат

технических наук, доцент ^[р" Н.М.Друзгальская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время в условиях развивающихся рыночных отношений. наиболее остро для обувной промышленности стоит вопрос обеспечения сырьем и материалами, в том числе вспомогательными, к которым относятся, и. клеевые вещества.

Внедрение полимеров в обувную промышленность началось с 1960 г. - появились капроновые нитки, каблуки, набойки, термопластичные задники и подноски из капрона, поливияилхлорида и других материалов. С каждым годом доля искусственных и синтетических материалов в производстве изделий, из кожи увеличивается.

Обувная промышленность является самой материалоемкой отраслью легкой промышленности. Стоимость материальных затрат в себестоимости обуви составляет в среднем по промышленности 72 %. Совершенствование химической технологии изделий из кожи способствует экономному использованию сырья и материалов. Например, при затяжке верха обуви на клей-расплав экономится около 1,5 % кок для верха обуви.

Одним из основных направлений развития химической^ технологии обувного производства является использование клеевых методов крепления деталей, и узлов. Клеевые соединения широко используются при сборке заготовок, при затяжке заготовок на колодку, для крепления деталей низа обуви.

Актуальность темы. В современной обувной технологии используется достаточно широкий, ассортимент клеевых веществ, известных еще с древних времен, а также появившихся в последние десятилетия в связи с развитием химической промышленности.

Наиболее прогрессивным типом клеев, применяемых в обувном производстве, являются клеи-расплавы» Их внедрение в производство обуви связано с появлением автоматов и полуавтоматов, применяющихся на различных операциях, а также с тем, что другие типы клеев, например клеи-растворы, имеют ряд серьезных недостатков /огнеопасность,, токсичность и др./.

Клеи-расплавы применяют на операциях сборки заготовок верха, для загибки краев деталей верха и окантовки деталей, для клеевой затяжки, для приклеивания подошв, изготовления термопластичных подносков, задников, подкладки и межподкладки с термоклеевнм по-

крытием- В настоящее время в обувной промышленности страны используются в основном импортные клеи-расплавы. В России в промышленном масштабе выпускается лишь один клей-расплав КР-16-20 для затялки заготовок верха обуви.

В связи, с удорожанием импортных материалов и ростом темпов инфляции в настоящее время актуальной, является проблема создания и внедрения в производство новых отечественных клеев-расплавов дая различных операций обувного производства.

Цели и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка и исследование свойств клея-расплава на основе полябугилметакрилата низковязкого /ПБМА НВ/ для различных операций, производства изделий, из кожи.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

1. Выбор и обоснование внбора компонентов для получения клея-расплава.

2. Разработка методики получения клея-расплава.

3. Разработка и исследование свойств клея-расплава на. основе ПБМА. НВ.

4. Получение математических моделей прочности клеевых сое-« динений на сдвиг, показателя текучести расплава /ИГР/ и прочности. клеевых пленок.

5. Разработка и исследование свойств клея-расплава на основе ПЕЩ. НВ с. фосфорсодержащими компонентами.

6. Исследование области применения разработанног ^ клея—расплава в производстве изделий из кожи.

Методы исследований. Поставленные в работе задачи решали с использованием комплексной методики исследований, объединяющей методы теоретических исследований, и проведение экспериментальных исследований по оригинальным и стандартным методикам» Результаты исследований обрабатывали с использованием методов планирования эксперимента, методов математической статистики, с использованием вычислительной техники.

Научная новизна. Разработан новый состав клея-расплава на основе ПБМА НВ, позволяющий получать прочные, водостойкие клеевые швы и пленки, обладающие эластичностью. В связи с этим клей-

расплав является достаточно универсальным и может быть использован на различных операциях обувного производства.

Впервые разработан состав клея-расплава для обувного производства с фосфорсодержащими соединениями, что позволяет обеспечить наилучшие условия безопасности при работе с клеем.

Разработана методика получения клея-расплава.

Получены клей-расплав в виде порошка и материалы с термоклеевым покрытием с его использованием, исследованы свойства указанных материалов.

Получены" пакеты материалов с использованием материала с термоклеевым покрытием на основе ПБМА НВ и исследованы их свойства.

Практическая значимость работы. Разработанный клей-расплав на основе ПБМА. НВ позволит заменить дорогостоящие импортные клеи-расплавы на различных операциях обувного производства. Внедрение клея-расплава позволит улучшить качество и повысить надежность выполнения различных технологических операций.

Результаты работа внедрены на АООТ "Виктория" с ожидаемым экономическим эффектом более 150 млн. рублей в год.

Апробация работы. Результаты исследования были доложены ла научно-технических советах АООТ "Скороход", АООТ "Виктория", АО "ДИ0М0Д", на научно-технических конференциях студентов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна "Дни науки -95" и "Дни науки-96", на семинарах кафедры технологии и конструирования изделий из кожи Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.

Публикации. По теме исследований опубликованы три научных работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и общих выводов, библиографии и приложений. Работа изложена, на ¿80 с машинописного текста, содержит 2.табл., 2"? рис., библиографию из наименований, приложения на 2.8 страницах.

е

СОДЕРЖАНИЕ. РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш,работы, сформулированы цели и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе изучена, проанализирована, и систематизирована. научно-техническая, информация по вопросам склеивания, разработки и. применения клеев-расплавов в производстве изделий, из кожи. В главе рассмотрены некоторые вопросы теории оклеивания, и формирования клеевых соединений, с использованием клеев-расплавов, некоторые особенности переработки полимеров из расплавов.

В настоящее время композиции на основе синтетических материалов составляют 75 % от общего объема, производимых адгезивов, причем производство и потребление составов на основе натуральных материалов непрерывно сокращается.

Одним из основных направлений, развития химической технологии обувного производства является разработка и внедрение новых отечественных клеев-расплавов для различных технологических операций.

Клеями-расплавами принято называть термопласты, переходящие в вязкотекучее. состояние при нагревании и снова затвердевающие при охлаждении.

Основные требования к клеям-расплавам следующие: хорошая совместимость отдельных компонентов клея, высокая адгезия к соединяемым материалам при условии достаточно высокой, когезионной прочности, узкая область размягчения, хорошая текучесть в расплавленном состоянии, стабильность расплава при нагревании, высокая эластичность и низкая, стоимость. Очень важной характеристикой термопластичных адгезивов является скорость затвердевания расплава или время схватывания, клея.

Исходными материалами для изготовления клеев-расплавов могут служить полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат, полиамиды, полиэфиры, полиакрилаты, фенольные и терпеновые смолы, сополимеры этилена с винилацетатом. Клеи-расплаш выпускаются в виде гранул^ брусков /блоков/, порошка и пленок.

Современные клеи-расплавы - сложные многокомпонентные системы, содержащие кроме полимера адгезионные добавки, пластификаторы и наполнители, антипиренн и тиксотропные добавки, стабилиза-

торы и пр. Правильный выбор основы клея определяет его рабочую температуру и основные технологические характеристики /температуру и давление при отвердении и т.д./. Однако и другие компоненты играют не менее важную роль - позволяют регулировать такие параметры, как вязкость клея, коэффициент линейного термического расширения, стойкость клеев при длительном воздействии повышенных температур и т.д.

При составлении рецепта клея-расплава необходимо учитывать и совместимость компонентов таким образом, чтобы каждый компонент свободно мог оказывать собственное влияние на систему.

Учитывая определенную направленность данной работы, особое внимание в главе обращено на изучение свойств и области применения нефтепалимерных смол /используемых в качестве адгезионной добавки взамен природных дорогостоящих материалов/ и фосфорсодержащих пластификаторов-антипиренов.

Нефтеполимерные смолы получают из продуктов переработки нефти и ее фракций, методами полимеризации и сошлимеризации. Основной отраслью промышленности, где используются нефтеполимерные смолы /НПО/ является лакокрасочная /для сокращения расхода дорогостоящих а дефицитных растительных масел/. НПО такае но» пользувтся в бумажной, промышленности /для замены природной канифоли/, в шинной и резиновой /взамен инден-кумарововах смол, ка-нв$ол!г и других дефицитных продуктов/. Композиции на основе ШС обладают высокими эксплуатационными свойствами: улучшенной, текучестью расплава, пониженной: осаждаемостью, а также стабильностью при хранении. Их используют в качестве дорожных покрытий и при разметке дорог. Такие покрытия образуют прочные, термостойкие пленки, которые устойчивы к воздействию нагрузок и растрескиванию. ШС используют в клеевых составах,, в бетонах - в качестве связующего и т.д.

Эфиры фосфорной кислоты являются единственными из крупнотоннажных пластификаторов, придающими огнезащитные свойства полимерным смесям. Наиболее известными: и исследованными являются трикрезилфосфат /ТКФ/ и трихяорэтилфосфат /ТХЭФ/.

В главе также изучена и проанализирована научно-техническая информация по вопросам применения клеев-расплавов в обувном производстве.

Специфика нанесения клеев-расплавов заключается прежде всего в том, что перед нанесением их нужно перевести в вязкотекучее состояние.. Для этого их нагревают до температуры, превышающей, на 20-30 °С температуру их плавления /текучести/ и наносят на поверхности в нагретом виде.

В результате проведенного анализа литературы выявлено, что клеи-расплаш применяют на операциях загибки и окантовки краев деталей:, сборки заготовок обуви, затяжки заготовок верха обуви, для приклеивания подошв, изготовления: термопластичных подносков, задников и материалов с термоклеевым покрытием для подкладки и межподкладки. В зависимости от операции к клеям-расплавам предъявляются определенные требования.

В обувном производстве используются клеи-расплавы на. основе полиамидов, полиэфиров, сополимеров этиленвинилацетата /Э-ВА/» в основном это импортные клеи. В России в промышленном масштабе выпускается клей-расплав КР-16-20 для затяжки заготовок верха обуви.

В 7СМг годах на кафедре технологии и конструирования изделий из кожи ШШ им. С.М.Кирова /ныне СПБГУТД/ был проведен комплекс работ по созданию клея-расплава на основе ПША НВ, однако разработанные клеи являются весьма, хрупкими и не способными. к пденкообразованию, что ограничивает их область применения. Поэтому в данной работе была поставлена задача создать новый, клей-расшзав на основе ПША НВ, отвечающий наиболее полно требованиям обувного цроизводства»

Во второй главе выбраны компоненты для получения клея-расплава, разработана методика получения клея-расплава, получены опытные образцы клея-расплава, исследованы его свойства, получены математические модели прочности клеевых соединений, на сдвиг, ПТР и прочности клеевых пленок, исследован характер взаимодействия компонентов клея-расплава, методом ИК-спектроскопии.

Для получения клея-расплава были выбрана следующие компоненты: ПША НВ - основной полимер, стеарин технический - для регулирования. вязкости /текучести/, ШС — адгезионная добавка.

Клей-расплав получали на лабораторной установке» собранной на кафедре МЖ СШУТД по следующей, методике. В емкость для получения клея-расплава загружали измельченный ПША. НВ и нагревали

до температуры /150 ~ 5/ °С. С того момента, когда температура достигала 150 °С полимер нагревали в течение 1 ч. Затем в эту же емкость вводили остальные компоненты /стеарин и НПО/ в количестве, соответствующем рецепту. Продолжали нагревание исходных компонентов клея-расплава при. указанной температуре еще в течение 2 ч-, постоянно перемешивая металлической мешалкой» Общее время получения клея три часа» По истечении этого времени клей-расплав, выгружали из емкости, по мере охлаждения разрезали на гранулы. После охлаждения полученный клей-расплав однороден по составу, прозрачен и имеет цвет от светло-желтого до светло-коричневого.

Разработку состава клея-расплава осуществляли с использованием полного факторного экспериментам В качестве факторов были выбраны:, содержание НПО' - Xj- и стеарина - Xg, которые варьировали от 5 /-1/ до 15 /+1/ масс. ч. За нулевой уровень принимали 10 масс, ч., интервал варьирования 5 масс. ч.

Свойства полученного клея-расплава на основе ПБМА ВВ били исследованы по стандартным методикам. Определены: температурный интервал размягчения /от 82 до 132 °С/; ПТР при различных температурах /например, при температуре-160 °С ПТР изменяется от 3,1 до 21,5 г/10 мин/; прочность клеевых соединений на сдвиг составила о? 2,68 до 3,61 МПа, теплостойкость - от 2,4 до 2,9 Ша, водостойкость составила от 2,45 до 3,2 Ша; прочность на расслаивание колеблется от 11,1 до 13,4 Н/см. В качестве субстратов при проведении исследований клеевых соединений использовали образцы двухслойной кирзы. Также были исследованы свойства клеевых пленок, полученных из образцов клея-расплава /прочность пленок изменяется от 1,22.до 3,17 МПа; удлинение при разрыве составило от 177 до 306 %г что говорит об эластичности пленок; жесткость при растяжении на 10 % изменяется от 10,2 до 28,8 даН/.

Для разработки математических моделей в качестве параметров оптимизации, были выбраны: У^ - прочность клеевых соединений, на сдвиг; J2 ~ при °С; У3 - прочность клеевых пленок» В таблице представлена, матрица планирования и результаты экспери мента.

В результате проведенных расчетов с использованием пакета прикладных стандартных программ ^ТATG-RAPHIC,? (Vtts,£.0)

Таблица.

Матрица планирования и результаты, эксперимента.

Номер

опыта

1 +1

2 +1

3 -1

4 -1

+1 -1 +1 -1

3,61 21,53 1,68

2,75 5,31 1,22

3,0 10,17 1,45

2,68 3,11. 3,17

на ПЭВМ IBM РС/486 получены адекватные математические модели.

У1 = 3,00875 + 0,16875 \ + 0,29375 \ -ь 0,13375 XjXg;

У2 = 10,01525 -ь 3,40475 Xt * 5,80175 \ + 2,30525 XjXgj

У3 = 1,889 - 0,43 \ - 0,31 Xg + 0,55 X

Из полученных уравнений, видно, что параметры У^ и ^ увеличиваются с увеличением содержания компонентов Х^ и Xg и при совместном действии факторов. Причем изменение параметра У^ незначительно, так как величина, коэффициентов в уравнении близка к нулю. Параметр У3 уменьшается с увеличением содержания компонентов Х^ и Xg, а совместное их изменение несколько увеличивает Уд* Также по результатам исследований видно, что наибольшее влияние изменение факторов Х^ и оказывает на параметр поэтому именно эго уравнение следует в первую очередь учитывать при составлении оптимального рецепта клея-расплава.

Также в процессе расчетов по программе были, получены сечения поверхностей отклика, которые во всех случаях представляют из себя плоскости, По результатам анализа поверхностей отклика можно рекомендовать.в качестве оптимального состав с содержанием Xj_ -¿5 масс, ч., a Xg - 15 масс. ч.

В данной главе было проведено исследование разработанного клея-расплава, на спектрофотометре фирмы Brukntr'. с целью выявления характера взаимодействия исходных компонентов. В резуль-

тате проведенных исследований установлено, что разработанный, клей-расплав представляет из себя механическую смесь исходных компонентов.

В третьей главе получены клеевые термопластичные композиции на основе ШЛА. НВ с фосфорсодержащими компонентами и исследованы их свойства.

Одной из основных проблем, связанных с использованием полимерных материалов в различных отраслях промышленности является их горючесть /горючестью называется способность вещества или материала к горению/.

С целью.создания огнезащищенных клеев-расплавов для обувного производства в первой главе был проведен анализ использования аятипирирушдах добавок для полимеров. Выявлено, что наиболее эффективными замедлителями горения являются фосфорсодержащие соединения, которые, кроме того,, выполняют роль пластификаторов полимерных композиций» Для выполнения данной работы были выбраны ТКФ и. ТХЭФ, что объясняется доступностью этих соединений и широко исследованными свойствами.

В данной главе были получены клеи-расшгавы, содержащие ТШ. и ТХЭФ в количестве от 5 до масс, ч., причем фосфорсодержащие компоненты вводили в композицию, полученную в главе 2 и имеющую наименьшую текучесть.-Также были получены композиции, содержаще различные количества НПС или стеарина, /от 5 до 15 масс, ч./ при неизменном содержании остальных компонентов. С целью расширения ассортимента клея стеарин был заменен на полиэтиленовый воск окисленный. /ПВО/ и в композиции также вводили ТКФ или TX3S. Клей-расплав получали по методике, описанной в главе 2, с той разницей, что ТШ или ТХЭФ загружали в емкость для получения клея до загрузки всех остальных компонентов»

Свойства разработанного клея-расплава были исследованы по стандартным методикам.

По результатам исследований композиций, содержащих различное количество ТЕ5, можно сделать следующие выводы».Температурный. интервал размягчения изменяется от 78 до 122 °С» ПТР возрастает с увеличением температуры испытания от 5- /при 150 °С/ до 45,1 /при 180 °С/ г/10 мин и с увеличением содержания ТМ от 5 до 15 масс. ч. ИГР изменяется от 9,1 до 19,2 г/10 мин /при

160 °С/. Соответственно при увеличении содержания ТКФ снижается рабочая температура и составляет для композиций, содержащих ТШ от 155 до 170 °С.

По результатам физико-механических испытаний, видно, что клеевые композиции с ТШ обладают высокой, адгезионной прочностью, которая уменьшается с 2,68 до 2,3 МПа с увеличением содержания ТКФ; прочность на расслаивание составляет 16,4-20,3 Н/см. Композиции обладают хорошей тепло- и водостойкостью. Полученные композиции клея-расплава образуют эластичные клеевые пленки /удлинение пленок на разрыв изменяется от 372 до 500 %/Прочность клеевых пленок на разрыв снижается, от 1,41 до 0,36 МПа а увеличением содержания ТШ, клеевые пленки обладают невысокой, жесткостью - от 4,1 до 15,3 даН.

По результатам исследований, композиций, с ТХЭФ можно сделать следующие выводы. Температурный интервал размягчения изменяется от 67 до ИЗ °С. ПТР возрастает с увеличением температуры и имеет наибольшие значения при различных температурах при содержании ТХЭФ 10 масс. ч. /150 °С - 27,3 г/10 мин, 160 °С - 48,8 г/10 мин, 170 °С - 73,4 г/10 мин/. Рабочие температуры составляют от 145 до 160 °С.

Прочность клеевых соединений на сдвиг уменьшается с. 2,8 до 2,4 МПа при увеличении содержания ТХЭФ от 5.до 15 масс. ч. Прочность клеевых пленок также уменьшается с 2,6 до 0,8 МПа. Композиции, содержащие ТХЭФ, обладают хорошей тепло- и водостойкостью, имеют высокую прочность на расслаивание /19,3-22,8 Н/см/, клеевые пленки обладают эластичностью /удлинение пленок изменяется от 221 до.762 %/ и невысокой жесткостью при растяжении на 10 % /3,7 - 18,8 даЗ/.

Сравнивая результаты исследований, композиций с. ТКФ и ТХЭФ, следует отметить, что введение ТХЭФ является более эффективным, так как композиции с. ТХЭФ имеют более низкий температурный интервал размягчения, высокую текучесть при меньших температурах, несколько большую прочность на сдвиг и расслаивание. Клеевые пленки с ТХЭФ более эластичны и имеют меньшую жесткость. Кроме того, ТХЭФ является менее токсичным пластификатором-антипиреном.

По результатам проведенных исследований, композиций с. различным содержанием НПС или стеарина видно, что увеличение со-

держания как НПС, так и стеарина, снижает температурный интервал размягчения. Причем увеличение содержания НПО от 5 до 15 масс. ч. снижает температурный интервал размягчения от 81-113 до 79108 °С. При изменении содержания стеарина интервал размягчения снижается до 67-93 °С. ПТР возрастает с увеличением температуры испытания. Увеличение количества НПС незначительно изменяет ПТР при различных температурах /например, при 160 °С от 19,2 до 11,5 г/10 мин/, а варьирование содержания.стеарина увеличивает ПТР /при 160 °С от 19,2 до 35,6 г/10 мин/. Рабочие температуры составляют 165 °С для композиций с различным содержанием НПС. и 145-155 °С для композиций с различным содержанием стеаринам Результаты физико-механических испытаний говорят о том, что прочность клеевых соединений на сдвиг колеблется незначительно при варьировании содержания. НПС /от 2,81 до 2,49 МПа/ и при изменении содержания стеарина /от 2,81 до 3,11 МПа/. Причем композиции, содержаще стеарин, имеют несколько более высокую прочность, чем композиции с НПС» И в том и в другом.случае имеется минимум при содержании НПС или стеарина 10 масс. ч. Прочность клеевых пленок с увеличением содержания НПС изменяется от 2,6 до 3,15 МПа, причем минимальное значение прочности пленок при содержании НПС 10 масс. ч. С увеличением содержания стеарина прочность клеевых пленок снижается от 2,6 до 1,32 МПа. Разработанные композиции обладают хорошей тепло- и водостойкостью, высокой прочностью на расслаивание, образуют эластичные клеевые пленки. Следует отметить, что клеевые пленки, содержащие различные количества стеарина, более эластичны /удлинение при разрыве составляет 221-240 %/, обладают невысокой жесткостью при растяжении на 10 % /10,3-18,8 даН/.

С целью расширения ассортимента клея-расплава на основе. ПБМА НВ в композиции, содержащей стеарин.в количестве 5 масс. ч., его заменяли на ПВО в том же соотношении, а затем вводили.в полученную композицию ТКФ или ТХЭФ в соотношении. 10 масс. ч. По результатам исследований.полученных композиций видно, что при замене стеарина на ПВО происходит увеличение вязкости расплава и снижение ПТР при одних и тех же значениях температуры, увеличение температурного интервала размягчения. Введение в композицию ТКФ или ТХЭФ позволяет увеличить ПТР и снизить рабочую температуру со 175 до 165 °С.

Результаты испытаний разработанных композиций клея-расплава на основе ПБМА НВ и их органолептике екая оценка позволяют рекомендовать большинство из них для применения на различных операциях обувного производства: для загибки краев деталей, для получения материалов с термоклеевнм покрытием для подкладки и межподкладки и дои получения подносков.

В данной главе было также проведено сравнительное исследование огнезащшценнооти разработанного клея-расплава по методике, принятой в лесной и деревообрабатывающей, промышленности /метод сжигания в острие стандартного пламени/. Установлено, что при введении 10 и более масс. ч. ТЖ или ТХЭФ происходит замедление гореняя и отсутствует тление образцов»

В четвертой главе исследована возможность применения разработанного клея-расплава для различных операций, обувного производства.

В данной главе были дополнительно исследованы свойства двух композиций, разработанных в гл. 2, с: целью определения возможности применения этих композиций на операции загибки краев деталей. верха обуви. Были определены прочность клеевых соединений на сдвиг и расслаивание и адгезия к металлу. В качестве субстратов использовали натуральную коку бычок, которую раздваивали по толщине, винилискожу-Т обувную марки 3 и пластины из оцинкованного железа.

По результатам исследования можно сделать заключение, что обе композиции образуют эластичные прочные клеевые швы при использовании как натуральной, /прочность на. сдвиг 1,93-2,06 ЩА, прочность на расслаивание 15,5 и 8,2 Я/сад/, так и искусственной кожи /прочность на сдвиг равна 1,1 и 1,3 МПа, прочность на расслаивание - 6,8 и 4,18 Н/см/. Адгезия к металлу близка к нулю и составляет 0,25-0,3 МПа, это говорит о том, что клей-расплав не будет налипать на рабочие органы оборудования.

Одним из направлений применения клеев-расплавов в современной обувной технологии является их использование в виде порошков для создания материалов подкладки и межподкладки обуви с односторонним термоклеевым покрытием. Нанесение термопластичной клеевой композиции осуществляется точечным.или сетчатым способом, что сохраняет гигиенические свойства обуви.

Для этой цели были отобраны семь композиций, разработанных в гл. 2, которые обладают хорошей текучестью, достаточной прочностью, образуют эластичные клеевые пленки. Из этих композиций был получен клей-расплав в виде порошка. Для этой, цели клей-расплав пропускали в расплавленном состоянии через капилляр и разрезали на гранулы полученный жгут. Свойства клея-расплава в виде порошка были исследованы по стандартным методикам. Определены насыпная плотность, которая изменяется от 0,558->до 0,647 г/см? и плотность./объемная масса/, которая составила от 0,331 до 0,989 г/см^. Полученные результаты соответствуют величинам, рекомендуемым для порошков, предназначенных для изготовления покрытий.

Клей-расплав.в.виде порошка использовали для получения материалов с односторонним точечным нерегулярным термоклеевым покрытием. С этой целью гранулы клея-расплава в виде порошка наносили на материал основу /бязь или нетканое клееное полотно/' разномерно для образования нерегулярного точечного покрытия. Под действием температуры частицы клея-расплава, размягчаясь и переходя, в вязкотекучее состояние, растекаются по.поверхности материала, образуя точечное термоклеевое покрытие. Получение материалов с термоклеевым покрытием для выбранных композиций производили при температуре от 125 до 155 °С.

Свойства материалов с. термоклеевым покрытием были исследованы по стандартным методикам. Определены толщина и масса 1 у? клеевого слоя и материала с термоклеевым покрытием. Разработанные материалы с термоклеевым покрытием были исследованы по показателям деформационно-прочностных свойств при растяжении, жесткости при изгибе и формоустойчивости.

В работе получены материалы с односторонним нерегулярным точечным термоклеевым покрытием на основе ПБМА. НВ для межподкладки обуви /основа - бязь и нетканое клееное полотно/. Толщина материалов с покрытием колеблется от 0,55 до 0,57 мм /на бязи/ и от 0,25 до 0,27 мм /на нетканом клееном.полотне/. Толщина, клеевого слоя соответственно изменяется от 0,05 до 0,07 мм для обоих, материалов. Масса 1м2 клеевого.слоя составляет от 67,2 до 92,2 г /для бязи/ и от 92,5 до 116,8 г /для нетканой основы/. Масса 1 г? материала с покрытием соответственно от 212,8 до 236,8 г /для бязи/ и от 125,8 до 169,2 г /для нетканого полотна/»

По результатам исследований свойств материалов с термоклеевым покрытием установлено, что разработанные материала обладают достаточными деформационно-прочностными свойствами, относительно невысокой жесткостью и достаточной формоустойчивостью.

Для полученных материалов с термоклеевым покрытием на- основе ПБМА. НВ величина нагрузки при разрыве изменяется от 8,6 до 12,3 даЯ /на основе бязи/и. от 2,3 до 3,8 даН /на основе нетканого клееного полотна/. Относительное удлинение при разрыве колеблется от 11,3 до 15 % /на основе бязи/ и от 15,3 до 20 % /на основе нетканого клееного полотна/. Жесткость при изгибе соответственно равна 2-9,6 сН и 4,5-11,4 сН. По показателю жесткости при изгибе разработанные материалы с термоклеевым покрытием удовлетворяют требованиям НТД на аналогичные виды материалов.

Формоусгойчивость материалов оценивали по величине обратимой деформации, которая изменяется от 8 до 16 % /на основе бязи/ и от 6 до 20 % /на основе нетканого клееного полотна/.

Полученные материалы с термоклееъым покрытием дублировали с различными материалами для верха обуви под воздействием температуры и давления. В качестве материалов верха использовали натуральную кожу бычок, которую двоили по толщине, винилискожу-Т обувную марки 3 и кирзу двухслойную. В результате дублирования было получено шесть пакетов материалов. Свойства полученных пакетов были исследованы по стандартным методикам. Определены жесткость при изгибе, формоустойчивость и прочность термосклеивания.

Из результатов проведенных исследований можно сделать выводы, что пакеты материалов, полученные с использованием материалов с термоклеевым покрытием на основе ПБМА НВ и различных материалов верха обуви обладают хорошими эксплуатационными свойствами. Жесткость при изгибе изменяется от 30,3 до 73 сН» Пакеты материалов обладают достаточной формоустойчивостью, которая колеблется от 12 до 52 %. Прочность термосклеивания полученных пакетов материалов соответствует нормам НТД для аналогичных материалов с термоклеевым покрытием и изменяется от 1,5 до 4,4 Н/см.

ОБЩИЕ вывода ПО РАБОТЕ

1» Изучена, проанализирована, и систематизирована научно-техническая информация по вопросам склеивания, разработки и применения клеев-расплавов в производстве изделий из кожи.

2. Выбраны компоненты для получения клея-расплава на основе ПША НВ, собрана установка, для получения клея-расплава и разработана, методика получения клея-расплава.

3. Получены композиции клея-расплава на основе ПША НВ, содержащие НПС и стеарин, и исследованы их свойства. Получены адекватные математические модели прочности клеевых соединений на сдвиг, показателя текучести расплава при 160 °С и прочности клеевых пленок.

4. Исследован характер взаимодействия компонентов разработанного клея-расплава методом ИК-спектроскопии. Установлено, что полученныее композиции являются механическими смесями исходных компонентов.

5. Получены термопластичные композиции на основе ПША НВ

с фосфорсодержащими компонентами и исследованы их свойства. Проведено сравнительное исследование огнезащитных свойств разработанного клея-расплава. Получены композиции, клея-расплава, содержащего, вместо стеарина ПВО, и исследованы их свойства.

6«Установлены зависимости различных показателей, свойств разработанного клея-расплава от содержания в нем различных компонентов.

7. Установлено, что все композиции клея-расплава на основе ПША НВ обладают хорошей текучестью при небольших температурах, высокими адгезионными свойствами, образуют эластичные клеевые пленки, термостабильны.

8. Установлена возможность применения клея-расплава на основе ПБМА НВ для операции загибки краев деталей верха изделий.

9. Получен клей-расплав в виде порошка и исследованы его свойства. Получены материалы для межподкладки обуви с односторонним точечным термоклеевым покрытием на основе ПБМА НВ /на бязи

и нетканом клееном полотне/ и исследованы.их свойства.

10. Получены, пакеты материалов с использованием материалов

с термоклеевым покрытием на основе ПБМА НВ и различных материалов

для верха обуви и исследованы их свойства.

11. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанного клея-расплава на различных операциях обувного производства составит 150 млн. рублей в год.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Кондратава H.H., Короткая Л.И., Карагезян ¡O.A. Разработка клеевых веществ для изготовления обуви а учетом экологических требований /В сб.: Охрана окружающей среды и ресурсосбережение. -(Ж.: СПбГУТД, 1995. - С. ,38-41.

2 о Разработка и исследование эластичных клеев-расплавов /Короткая Л.И., Кондрашова H.H., Карагезян Ю.А., Мельникова Е.П., Сушков A.A., Никитин М.К.; СПбГУТД - СПб., 1996. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 05.04.96, № 1109-В96.

3. Исследование свойств материалов с термоклеевым покрытием /Кондрашова E.H., Короткая Л.И., Добрикова М.А., Васильева О.В.; СПбГУТД - СПб., 1996. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 05.04.96, № 1110-В96.