LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи ресурсозберігаючих технологій переробки відходів натуральних шкір у матеріали та вироби взуттєвого виробництва

матеріалі.

В шостому розділі описані технічні засоби та методи досліджень технологічних та фізико-механічних властивостей натуральної шкіри. Для перевірки основних положень технологічної теорії розволокнення волокнистої структури шкіри при різних режимах розволокнення необхідно мати основні структурні параметри її внутрішньої будови і значення фізико-механічних властивостей основних структурних рівнів у вихідному стані. З цією метою був застосований комплекс сучасних методів статичних та динамічних випробувань, що дозволили визначити у широкому температурно-часовому діапазоні необхідні технологічні властивості шкіряних матеріалів. До складу комплексу входить ряд дослідних установок, які пройшли метрологічну атестацію та дозволяють досліджувати повзучість, короткочасну міцність, динамічний модуль пружності і декремент згасання при згинальних коливаннях, динамічний модуль зсуву і декремент згасання при крутильних коливаннях, акустичні властивості шкіри, макроструктуру шкіряних матеріалів в широкому температурному та часовому діапазонах. Наведені фотографії, принципові схеми та основні показники дослідних установок.

Сьомий розділ присвячений розробці методу та проведенню експериментальних досліджень технологічних параметрів механічного розволокнення відходів натуральної шкіри.

Програма експериментальних досліджень технологічних параметрів розволокнення мала на меті виявити їх залежність від фізико-механічних властивостей шкіри, характеристик і типу напружено-деформованого стану, збуджуваного технологічним обладнанням у матеріалі, що розволокнюється.

На першому етапі визначалися ефективні структурні і фізико-механічні властивості вихідних зразків шкіри. Як ефективні фізико-механічні характеристики досліджуваних шкір були прийняті значення динамічних в'язкопружних модулів розтягу та зсуву. Як ефективні фізико-механічні характеристики колагенових волокон були обрані значення релаксаційного модуля пружності і коефіцієнта Пуассона , які узяті з літературних джерел і дорівнюють: МПа, . Значення в'язкопружного модуля міжволоконного простору для шкір різного способу дублення розраховані з літературних джерел і складають: МПа для шкіри хромтанідного дублення для низу взуття; МПа – для шкіри хромового дублення для верху взуття; МПа – для шкіри комбінованого дублення для верху (юхта). При цьому виявилося, що коефіцієнт Пуассона міжволоконного простору для всіх досліджених шкір має практично однакове значення nм = 0,45 0,01. В таблиці наведений повний перелік в'язкопружних характеристик шкір хромтанідного, хромового і комбінованого методів дублення для низу і верху взуття у вихідному недеформованому стані, підданих згодом розволокненню.

На другому етапі, на підставі отриманих в розділі 5 залежностей були визначені найбільш раціональні конструктивні та технологічні параметри валкового пристрою, за допомогою якого проводились експериментальні дослідження технологічного процесу розволокнення відходів натуральних шкір.

На третьому етапі натуральні шкіри у вигляді смуг шириною 140 мм і довжиною 500 мм пропускалися через валковий пристрій. Після обробки у валковому пристрої з різних ділянок смуг вирізалося по 10 зразків шириною 0,01 м і довжиною робочої частини 100 мм. Потім зразки піддавалися розтягу до розриву на розривній машині "Instron-12D".


Значення в'язкопружних характеристик досліджуваних шкір

Тип шкіри

Густина

кг/м3

Е1, МПа

Е2, МПа

Е3, МПа

G12, МПа

G32, МПа

v12

v32

Хромтанідно-го дублення

580

34,08

24,72

24,85

11,90

8,66

0,432

0,434

Хромового дублення

570

32,51

24,35

26,45

11,42

9,28

0,423

0,425

Комбіновано-го дублення

720

29,93

22,25

26,11

10,51

9,15

0,424

0,426

На рис. 14 наведені залежності зміни міцності на розтягання вздовж лінії хребта полотен шкір: хромового дублення (крива 2), хромтанідного дублення (крива 1) і комбінованого дублення (крива 3), що пройшли однократну обробку у валковому пристрої розволокнення структури, від рівня ефективної технологічної деформації розтягу-стиску (), при коловій швидкості м/с. Встановлено, що для всіх досліджених шкір, на кривій втрати міцності із зростанням відносних деформацій розтягу-стиску можна виділити три явно помітні ділянки (рис. 14).



Рис. 14

Перша, початкова, ділянка довжиною 0...0,4 одиниць відносної деформації () характеризується незначною втратою міцності шкір порівняно з початковим станом: у середньому на 15 % – для шкіри хромтанідного дублення; на 30 % – для шкіри хромового дублення; на 13 % – для шкіри комбінованого дублення. Відсутність великих, візуально відчутних, залишкових деформацій, дозволяє рекомендувати цей діапазон як найбільш раціональний при одержанні спе-

ціальних демпфіруючих виробів з попередньо ослаблених шкір.

Друга, проміжна, ділянка кривої втрати міцності, довжиною 0,4...0,6 одиниць відносної деформації (), характеризується інтенсифікацією процесу розволокнення волокнистої структури всіх досліджених шкір. Так, пройшовши обробку в дослідженому діапазоні відносних деформацій () шкіра хромового дублення втратила міцність більше, ніж у 2,1 раза у порівнянні з вихідною міцністю, шкіра хромтанідного дублення втратила свою міцність більше, ніж у 2,8 раза і шкіра комбінованого дублення втратила свою міцність більше, ніж у 1,9 раза. Після обробки шкір у зазначеному діапазоні на їх поверхні з'являються чітко помітні заломи і сліди прокатки у валках. Третя, заключна, ділянка кривої втрати міцності, довжиною 0,6...0,85 одиниць відносної деформації (), характеризується стабілізацією процесу розволокнення волокнистої структури шкіри. Хоч шкіра і продовжує ослаблятися, але інтенсивність цього процесу зменшується. За аналогією з попередньою ділянкою, після обробки на поверхні шкір з'являються ще більш чітко помітні заломи і сліди прокатки. Таким чином, проведені дослідження показали, що найбільш раціональним діапазоном ефективних значень технологічних деформацій, у межах якого спостерігається найбільш істотне розволокнення волокнистої структури, є інтервал 0,7...0,85 від значення розривної деформації.

Дослідження впливу колової швидкості валків на зміну міцності шкір показало, що в інтервалі швидкостей 0,025...0,1 м/с, впливом колової швидкості валків на втрату міцності шкіри можна знехтувати. У той же час, збільшення швидкості валків приводить до збільшення продуктивності процесу розволокнення з одночасним збільшенням навантажень, що виникають у валковому обладнанні, а також енергоспоживання процесу розволокнення. Остаточний вибір колової швидкості валків варто шукати, виходячи з