Гидрофобизирующая обработка узлов и деталей специальной одежды с водозащитными свойствами

УДК 678.023:66

В. В. Хамматова

ГИДРОФОБИЗИРУЮЩАЯ ОБРАБОТКА УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ

С ВОДОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ*

Ключевые слова: специальная одежда, герметизирующий материал, адгезия, акриловые дисперсии.

В работе описывается технология изготовлении изделий из материалов с покрытиями, где необходимо использовать герметики, соответствующие им по защитным и эксплуатационным свойствам, которые должны легко перерабатываться, обеспечивать высокую адгезию даже на сложных поверхностях материалов, быть устойчивыми к гидролизу и нагреву. Обязательным условием надежности швов в эксплуатации одежды специального назначения является необходимая адгезия герметика к полимерному покрытию водонепроницаемого материала, не снижающаяся при эксплуатации швейного изделия под воздействием агрессивных сред и циклических деформаций.

Keywords: special clothing, sealant adhesion, acrylic dispersions.

The paper describes a technique for fabrication of materials with coatings, where it is necessary to use sealing compounds, corresponding to safety and operational properties, which must be easily processed, provide high adhesion even on difficult surfaces of materials to be resistant to hydrolysis and heat. Prerequisite reliability of joints in use of special purpose clothing is required sealant adhesion to the polymer coating, waterproof material, does not reduce the operation of the garment exposed to corrosive media and cyclic deformation.

Изготовление одежды специального назначения и технических изделий из материалов с водоотталкивающей отделкой должно быть выполнено с применением такой технологии герметизирующей обработки, которая позволит обеспечить:

- уменьшение проницаемости ниточных соединений;

- локальную обработку участков деталей и узлов, включая ниточные соединения;

- обработку больших участков швейного изделия и восстановление водозащитной функции их после эксплуатации, ухода.

Наличие высокой водоупорности у материалов с пленочным покрытием диктует и выбор такой технологии локальной герметизации, которая обеспечивает соответствующий уровень водонепроницаемости швов без дополнительной обработки деталей. Использование готовых пленочных материалов позволит выполнить поставленную задачу.

Гидрофобизирующие вещества должны быть быстро и легко растворимы в воде, просты в применении, доступны, безопасны, обеспечивать необходимое блокирование отверстий от прокола иглой ниточных соединений и локально увеличивать водозащитный эффект изделия. Это возможно в результате использования химических веществ, способных придавать материалам водоотталкивающий эффект посредством отложения в волокне ткани и скрепляющих ниток смол, нерастворимых осадков или образования пленки. Поэтому для герметизации швов и локальной водоотталкивающей отделки деталей применяются гидрофобизирующие растворы на основе аламина С, плювиона ПЕГ, персистоля Е, ГКЖ-94.

Применение водостойких клеев в производстве водонепроницаемых изделий имеет целый ряд недостатков и ограничений. Например, органические растворители большинства видов клеев токсичны и процессы их нанесения очень трудоемки. Использование клеев-расплавов требует дополнительных энергозатрат и наличия специального оборудования. Кроме

этого, многие водонепроницаемые материалы нельзя подвергать тепловой обработке.

При изготовлении изделий из материалов с покрытиями необходимо использовать герметики, соответствующие им по защитным и эксплуатационным свойствам. Назначение изделий, условия их производства и эксплуатации формируют требования к используемым герметикам. Они должны легко перерабатываться, обеспечивать высокую адгезию даже на сложных поверхностях материалов, быть устойчивыми к гидролизу и нагреву. Обязательным условием надежности швов в эксплуатации является необходимая адгезия герметика к полимерному покрытию водонепроницаемого материала, не снижающаяся при эксплуатации швейного изделия под воздействием агрессивных сред и циклических деформаций.

Максимально удовлетворять технологическим и экономическим требованиям производства изделий из водонепроницаемых материалов может герметик в виде протяженной водонепроницаемой ленты фиксированной ширины, обладающей адгезионной способностью к широкому спектру субстратов (термореактивных и термопластичных) без необходимости теплового или химического активирования.

Адгезионная способность без дополнительного активирования может быть обеспечена постоянной остаточной липкостью герметизирующего материала. Липкость полимеров обусловлена содержанием в них гибких молекул, способных ориентироваться и взаимодействовать друг с другом и с субстратом, образуя своеобразные структуры или каркасы, обеспечивающие адгезионную прочность соединений. Липкость является самостоятельной реологической характеристикой клея, природа которой не объясняется в полной мере ни адгезией, ни когезией, ни поверхностным натяжением полимера. Причины липкости кроются в явлениях своеобразного структурирования и ориентации молекул, происходящих в объеме полимера при образовании и нарушении адгезионного контакта [1]. При использовании материалов, обладающих

этим свойством, для образования клеевого соединения достаточно воздействие механического давления.

Сущность процесса герметизации в этом случае заключается [2,3] в установлении адгезии между клеевым герметизирующим материалом (адгезивом) и основой или полимерным покрытием водонепроницаемого материала (субстратом) в результате воздействия механического усилия перпендикулярно к склеиваемым материалам в течение промежутка времени, соизмеримого со скоростью образования ниточного соединения [4].

Наиболее перспективными пленкообразующими композициями являются водные дисперсии акриловых полимеров (акрилатные латексы). Воднодис-персные полимеры являются маловязкими, но высоко концентрированными композициями. Им присущ ряд достоинств, делающих их привлекательными для использования в швейном производстве [5].

Для разработки герметизирующих материалов используются латексы акрилатных каучуков, которые представляют собой водные дисперсии сополимера бутил - акрилата, акрилонитрила, метакриловой кислоты.

Преимуществами латексов являются:

- возможность тонкого варьирования свойств сополимеров в зависимости от конкретных требований (состав сополимера, степень сшивания, отсутствие остатков инициирования);

- получение экологически чистых латексов за счет связывания непрореагировавших мономеров в процессе радиационного сшивания;

- отсутствие двойных связей в продукте существенно повышает свето-, тепло-, кислородо-, озоно-стойкость, наличие полярных групп обеспечивает изделиям из акрилатов высокую масло-, бензостой-кость [6-8].

Содержание в сополимерах звеньев бутилак-рилата (БАК) более 65% обеспечивает эластичность и малую жесткость пленок. При наличии в сополимерах БАК в количестве, превышающем 90%, полученные после высыхания пленки обладают остаточной липкостью.

Они содержат 40-50% сухого вещества полимеров (в противоположность 15-20% у традиционных термореактивных клеев). Для сушки таких пленок требуется затратить меньше энергии, чем для сушки слоя липкости при нанесении его из раствора в органическом растворителе. Применение в производстве изделий водных дисперсионных клеев позволяет добиться существенных экологических и экономических преимуществ.

При производстве водных дисперсий латексов полностью исключается органический растворитель, поэтому обеспечивается пожаробезопасность процесса. Рабочие температуры липких лент находятся в пределах от - 60 °С до 80 °С [9].

Наиболее перспективной для решения рассматриваемого круга задач является разработка способов локальной герметизирующей обработки участков водозащитных швейных изделий с учетом их назначения, основанной на применении специальных химических веществ или материалов и комбинации ее с процессами швейного производства при условии обеспечения максимальной эффективности.

Герметизирующие материалы должны полностью блокировать ниточную строчку - отверстия от проколов иглой и воздушные зазоры между соединяемыми материалами - обеспечивая непроницаемость для воздействия воды и надежность швов в процессе эксплуатации.

*Проект выполняется в организации исполнителе (Получателе субсидии) при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения № 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) №МБР157714Х0019.

Литература

1. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы / Кинлок Э. - М.: Мир, 1991. - 625 с.

2. Пат. 2211264 Российская Федерация, МПК 7 Б 05 В 1/26. Способ образования водонепроницаемых ниточных соединений / Покровская Е. П., Метелёва О. В., Веселов В. В., Бондаренко Л. И.; заявитель и патентообладатель Иваноская гос. текст, академия. - № 2002120676/12 ; за-явл. 29.07.2002; опубл. 27.08.2003, Бюл.№ 24.-9 с.

3. Пат. 2171082 Российская Федерация, МКИ 5 Б 05 В 1/26. Способ склеивания деталей швейных изделий из текстильных материалов / Бабарина Е.Е., Веселов В.В., Метелёва О.В.; заявитель и патентообладатель Иваноская гос. текст, академия. - № 99126271; заявл. 14.12.99 ; опубл. 27.07.01.-Бюл.21.-13с.

4. Метелёва, О. В. Как обеспечить герметичность водозащитных изделий? / О. В. Метелёва, Б. П. Покровская, В. В. Веселов, Л. И. Бондаренко // Технический текстиль. -2003. - № 7/июнь. - С. 43-44.

5. Клей в швейном производстве. Швейное производство. -2010. - №11. - С.34- 40.

6. Кузнецов, В.П. Латексы: свойства, модификация, ассортимент / В.П. Кузнецов, С. А. Штейнберг, Е. И. Краюш-кина. - М.: ЦНИИТИ Нефтехим, 1984.

7. Веденеева И.В. Новые дисперсии на основе фторсодер-жащих полимеров для поверхностного модифицирования целлюлозных волокон. Дисс. канд. хим. наук, Москва, 2006. 159 с.

8. Еркова, Л. Н. Латексы / Л. Н. Еркова, О. С. Чечик. - Л.: Химия, 1983.-228 с.

9. Петрова, А.П. Клеящие материалы : справочник / А. П. Петрова; под ред. Е. П. Каблова, С. В. Резниченко. - М.: ЗАО Редакция журнала «Каучук и резина», 2002. - 340 с.

© В. В. Хамматова - д.т.н., профессор, зав. каф. «Дизайн», КНИТУ, venerabb@mail.ru.

© V. V. Khammatova - doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Design, Institute of technology of light industry of fashion and design, Kazan national research technological University, venerabb@mail.ru.