Анализ функциональных свойств полимерных клеевых соединений в обуви

УДК 675.6.06

Г. И. Гарипова, Л. Л. Никитина

АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОБУВИ

Ключевые слова: полиуретановый клей, полихлоропреновый клей, клеевой шов, клеевая пленка, адгезив, субстрат.

Рассмотрены функциональные свойства полимерных клеевых соединений, применяемых в

обуви.

Keywords: polyurethane glue, policloroprenic glue, a glutinous seam, a glutinous film, adhesive, a substratum.

Functional properties of the polymeric glutinous connections applied in footwear are considered.

Одной из собственных клеевых соединений обувных материалов, оказывающей влияние на прочностные показатели, является выраженная в большей степени неоднородность структуры и наличие связей, возникающих между склеиваемыми и склеивающими материалами, то есть между субстратом и адгезивом при их непосредственном взаимодействии. Поэтому ответственными за прочность могут быть различные межатомные и межмолекулярные связи, как полимерного адгезива, так и образовавшиеся между адгезивом и сустратом в процессе склеивания (когезионный и адгезионные виды прочности).

Для прикрепления деталей низа обуви в основном применяются полиуретановый (ПУ) и полихлоропреновый (ПХ) клеи. ПУ клей практически универсален. Он склеивает все современные обувные материалы с высокой прочностью, за исключением некоторых саженаполненных резин, адгезия ПУ клея к которым ниже, чем ПХ. Однако полиуретановый клей характеризуется низкой жизнеспособностью (4-6 ч), что затрудняет полное его использование, дорогой, изготавливается в основном из импортных каучуков, токсичен. Полихлоропреновый клей (клей из наирита НТ) представляет собой раствор хлоропреновых каучуков низкотемпературной полимеризации в смеси органических растворителей (этилацетата с бензином) с добавками синтетических солей и структурирующих ингредиентов. ПХ клея используют для основного крепления низа обуви из натуральной кожи и текстильных материалов, а также для затяжных операций, склеивания.

При склеивании различных материалов, по-видимому, необязательно, чтобы клей обладал высокой адгезией к обеим склеиваемым поверхностям. Возможно совмещение клеев, то есть нанесение на склеиваемые поверхности различных клеев с последующим соединением разнородных клеевых пленок при прессовании.

Известно, что синтетические и искусственные кожи с поливинилхлоридом (ПВХ) или ПУ покрытием не склеиваются ПХ клеем, а ПУ дает низкую адгезионную прочность при склеивании резин из-за резкой полярности. ПУ клей необходим также при склеивании натуральных кож для верха обуви с подошвами из ПУ и ТЭП (термоэластопласт), которые сейчас находят широкое применение в обувной промышленности.

Процесс склеивания состоит из подготовки поверхностей склеиваемых материалов к нанесению клея (приданию шероховатости), нанесения клея и сушки, склеивания деталей с превращением клеящего вещества при определенных условиях в клеевой шов. Подготовка образцов к склеиванию заключается в следующем: образцы кожи и полиуретана

взъерошивают; термоэластопласт галогенируют, для чего используют 3%-й раствор состава «Икортин С-27» в этилацетате. Галогенирование проводят жесткой волосяной кистью. Сушка после нанесения галогенирующего раствора - 30 минут.

Прочность клеевого шва зависит от прочности прилипания клеевого вещества к склеиваемым поверхностям (адгезии), способности клеевых пленок, нанесенных на

склеиваемые поверхности, к самослипанию (аутогезии) и внутренней прочности клеевого шва (когезии).

Во многом прочность склеивания зависит от технологических факторов. При соблюдении всех необходимых условий для клеевого крепления можно получить неудовлетворительные результаты, если на склеивание будут поступать плохо подогнанные одна к другой детали и в процессе склеивания не будет соблюдаться установлены режим склеивания (температура активации клеевых пленок, продолжительность прессования, давление прессования). Наличие на склеиваемых поверхностях неровностей, а также несоответствие формы подушки пресса профиля склеиваемых деталей вызывает местное приклеивание и их деформацию.

Для получения прочного склеивания необходимо очищать склеиваемые поверхности от загрязнений. Механическая обработка взърошиванием или шлифованием не только очищает, но и активизирует и увеличивает поверхность контакта клея со склеиваемой поверхностью. После образования контакта между адгезивом и субстратом образуется граница раздела фаз (межфазнаф граница) по которой устанавливается взаимодействие или диффузия адгезива в субстрат (в таких случаях межфазная граница в течение времени размывается либо вообще исчезает). Это создает предпосылки для образования надежного клеевого соединения, так как разрушение по межфазной границе становится невозможным (этой границы не существует). Разрушение - всегда обрыв связей, которые в каждом случае ответственны за прочность. Разрушение клеевых соединений может происходить в результате обрыва межатомных (химических), так и межмолекулярных связей. Все разрушения зависят в значительной мере от применяемого субстрата и адгезива, технологии склеивания и способа приложения нагрузки, то есть работы клеевого соединения. Вид разрушения следует учитывать при оценке результатов испытаний клеевых соединений на прочность.

Рассмотрим типовую методику соединения материалов верха и низа обуви. Для склеивания ПХ клеем детали верха и низа предварительно обрабатывают взъерошиванием. Намазка двухразовая: первая - клеем 8-12 %-ной концентрации, вторая клеем 23-25%-ной концентрации. Сушка клеевой пленки после первой намазки в течение 5-15 минут, после второй намазки в течение 1-1,5 часа при температуре окружающей среды. После сушки клеевую пленку разогревают в течение 40-60с при температуре 80-110 °С. Склеиваемые поверхности спрессовывают в течение 0,3-0,35 МПа.

Для склеивания полиуретановым клеем детали верха и низа предварительно обрабатывают взъерошиванием, детали низа - обрабатывают галогенированием. Намазка двухразовая: первая - клеем 8-12 %-ной концентрации, вторая клеем 23-25%-ной

концентрации. Сушка клеевой пленки после первой намазки в течение 10-15 минут, после второй намазки в течение 1-1,5 часа при температуре окружающей среды. Клеевые пленки активируют в течение 3-5с при температуре 200-250°С. Склеиваемые поверхности спрессовывают в течение 0,3-0,4 МПа в течение 60с.

Таким образом, прочность клеевой пленки не должна быть ниже прочности склеиваемых материалов, то есть необходимо, чтобы в клеевых швах при склеивании подошвы с верхом обуви разрушение происходило по одному из склеиваемых материалов, только тогда клеевой шов считается прочным.

Литература

1. Иванова, В.Я. Материаловедение изделий из кожи / В.Я. Иванова. - М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2008. - 208 с.

2. Зурабян, К.М. Справочник по материалам, применяемым в производстве обуви и кожгалантереи / К.М. Зурабян [и др.]. - М.: 8Иое-1сош, 2003. - 209 с.

3. Гарипова, Г.И. Современный метод повышения качества обувных материалов и изделий из кожи потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления / Г.И. Гарипова [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2009. - №4. - С. 121 - 122.

© Г. И. Гарипова - канд. тех. наук, доц. каф. конструирования одежды и обуви КГТУ; Л. Л. Никитина - канд. пед. наук, доцент той же кафедры, naik@bk.ru.