Современный метод повышения качества обувных материалов и изделий из кожи потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления

Г. И. Гарипова, И. Ш. Абдуллин, Л. Ю. Махоткина СОВРЕМЕННЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУВНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОЖИ ПОТОКОМ НЕРАВНОВЕСНОЙ

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: прочность, адгезия, кожа, обработка, плазма, модификация, качество. durability, adhesion, the skin processing, plasma, updating, quality.

В статье описаны перспективы повышения качества обувных материалов клеевого метода крепления с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления. In article prospects of improvement of quality of shoe materials of a glutinous method offastening by means of nonequilibrium cold plasma of the lowered pressure are described.

В настоящее время одним из приоритетных направлений в обувной промышленности является применение клеевого метода крепления. Клеевой метод сборки обуви является наиболее перспективным, так как не требует сложного оборудования и имеет малую материалоемкость, но при этом качество клеевого соединения очень чувствительно к отклонению технологических параметров сборки верха обуви с низом, поэтому приходиться сталкиваться с рядом трудностей, обусловленных большой разнородностью свойств склеиваемых обувных материалов, универсальностью клея, способного склеивать любые материалы. При этом обеспечить прочность и работоспособность клеевых соединений обувных материалов, как известно, не удается.

Основным показателем физико-механических свойств обувных материалов является сопротивление разрушению, то есть адгезионная прочность клеевых соединений. Адгезионная прочность клеевого соединения связана непосредственно с применением разнородных материалов, отличающихся своими адгезионными свойствами и качественными показателями клеев, которые должны обеспечивать надежное крепление деталей в различных условиях эксплуатации. Проблема обеспечения надежного клеевого соединения остается актуальной и сегодня.

В качестве перспективного метода модификации обувных материалов (натуральной кожи и полимерных материалов) в настоящее время применяется способ обработки материалов, как воздействие потока неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления [1].

Целью исследований является повышение адгезионной прочности деталей верха и низа обуви за счет воздействия потока неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления.

Основные объекты исследования: в качестве деталей для верха обуви использовалась: кожа из шкур крупного рогатого скота с эмульсионным покрытием, в качестве материалов низа обуви - кожволон марки «Релакс». В исследованиях использовали клея на основе - полихлоропреновых каучуков (ПХ) - клей из наирита марки НТ-2, НТ-3 и полиуретановых полимеров (ПУ) марки 900-И. Для уменьшения разброса параметров образцы брались из одной партии. Для построения каждой экспериментальной точки из каждой партии выбирали не менее десяти образцов. Погрешности прямых и косвенных измерений оценивались с помощью методов математической статистики и теории погрешностей.

Плазменную обработку проводили на высокочастотной (ВЧ) плазменной установке, состоящей из ВЧ-генератора, ВЧ-плазмотрона, системы газоснабжения, вакуумной камеры и измерительной аппаратуры. Установка настроена на индукционную (ВЧИ), емкостную

(ВЧЕ) или комбинированную нагрузку (ВЧК) [2]. Режимы плазменной установки варьировались в следующих пределах: мощность разряда (М 1,3-1,8 кВт; рабочее давление в разрядной камере (Р)1,33-30 Па; расход плазмообразующего газа (О) 0-0,06 г/с; скорость откачки 5-50 л/с; частота генератора 13,56 МГц, продолжительность обработки (1) 3-10 мин. В качестве плазмообразующего газа использовался аргон.

Подготовка образцов к склеиванию заключалась в следующем: образцы кожи помещались в разрядной камере между двумя плоскими электродами вдоль потока плазмообразующего газа; кожу и кожволон перед нанесением на них клея подвергали галогенированию. Намазка клеем в один прием. Сушка клеевых пленок, их активация и склеивание материалов выполнены по типовой технологии. Одновременно проводили испытания контрольных образцов необработанных потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления. Прочность склеивания определяли через 24 ч методом расслаивания.

На рисунке 1 представлена зависимость адгезионной прочности деталей верха и низа обуви (кожа из шкур КРС с эмульсионным покрытием + кожволон марки «Релакс») от продолжительности плазменной обработки

А.кНЛИ

8 6 4 2 О

0 12 3 4 5 6 7 8

1:, пин

—*—Полиуретановый елей —*—ПопикпорогфеноЕшйклей

Рис. 1 - Зависимость адгезионной прочности деталей верха и низа обуви

Анализ рис. 1 показывает, что наилучшими режимами для полиуретанового клея являются: О=0,06г/с, Р =26,6Па, М=1,3 кВт, 1=3мин адгезионная прочность - 5,8 кН/м, для полихлоро-пренового клея О=0,04г/с, Р=26,6Па, М=1,3 кВт, 1=4мин, адгезионная прочность - 6,4 кН/м.

Экспериментальные исследования процессов плазменной модификации позволяют утверждать: адгезию обувных материалов можно повысить путем модификации клеевой композиций с применением неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления. Это создает предпосылки для разработки технологий в обувной промышленности, упрощающих технологию клеевого крепления. Однако, необходимы дальнейшие разработки в этой области.

Литература

1. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения/ И.Ш Абдуллин [и др.] - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2000.-348 с.

2. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в производстве обуви. Теория и практика применения/ И.Ш.Абдуллин [и др.]- Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2006.-348 с.

© И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ; Л. Ю. Махоткина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. КОиО КГТУ; Г. И. Гарипова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры. Е-шай: abdullin_i@kstu.ru