LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка технології виготовлення деталей із нових композиційних матеріалів для спеціального взуття

тобто

(3)

Запропонована математична модель передбачає відсутність "нульових" або від'ємних поєднань властивостей, а значить, кожне конструктивне або технологічне рішення "вкладає" свою долю в утворення загальної комплексної властивості – відповідності готового спеціального взуття вимогам стандартів, умовам виробництва, а також деяким специфічним вимогам – гігієнічності, комфортності, екологічності тощо.

У дисертації розглянуто застосування відомих способів переробки промислових відходів для отримання основних компонентів полімерних композиційних матеріалів при виготовленні основної устілки та задника, а саме – зв'язуючого полімеру, наповнювачів, модифікаторів. Полімерною основою матеріалу для основної устілки ТКУ–О є поліетилен високого тиску із промислових відходів, як модифікатор використовується поліестерний олігомер, отриманий гліколізом відходів поліетилентерефталату, а як наповнювач – тирса, целюлозне волокно і т.п. Матеріал для задника містить такі ж самі термопластичний матеріал і модифікатор, але як наповнювач тут застосовуються подрібнені відходи спіненого кополімеру етилену та вінілацетату.

Для оцінки якості вказаних матеріалів вибрані стандартні і оригінальні методи визначення показників їх фізико-механічних і гігієнічних властивостей. В дисертації описані особливості проведення випробувань стосовно основної устілки та задника із запропонованих композиційних матеріалів.

З метою оцінки можливого впливу на стопу людини запропонованих матеріалів описано порядок їх біотестування згідно з КНД 211.1.4.057–97 та КНД 211.1.4.054–97. Ці методики передбачають використання таких тест-об'єктів, як різні види ряски, культур гуппі та ракоподібних дафній. Критеріями оцінки є зміна забарвлення ряски та % загибель дафній і риб.

У третьому розділі наведені результати розробки, оптимізації складів та експериментальних досліджень фізико-механічних, гігієнічних і біологічних властивостей композиційних матеріалів для основної устілки та задника спеціального взуття.

Наведені результати дослідження впливу компонентів (складових) композицій на показники властивостей матеріалів. За найвищим показником індексу текучості розплаву поліетилен високого тиску, перероблений із відходів пакувальної плівки, вибрано як зв'язуючий полімер композицій.

Стосовно матеріалу для основної устілки встановлено, що найвищу міцність при розтягуванні надають такі наповнювачі, як відходи поліефірного волокна та целюлозомісткий матеріал (рис. 1), ці наповнювачі також забезпечують і найбільшу міцність утримування металевого прикріплювача (рис. 2), а найбільший опір до стирання спостерігається в композиціях, де як наповнювачі використовували деревне борошно і целюлозомісткий матеріал.










Рис. 1. Вплив виду наповнювача на межу міцності при розтягуванні:

1 – відходи поліефірного волокна; 2 – СаО; 3 – деревне борошно; 4 – целюлозомісткий

матеріал; 5 – відходи натуральної шкіри; 6 – відходи гуми; 7 – відходи ППУ;

об'єкти порівняння: 8 – картон (ГОСТ 9542–89); 9 – шкіра (ГОСТ 29277–92).












Рис. 2. Вплив виду наповнювача на показник міцності утримування

металевого прикріплювача: 1 – відходи поліефірного волокна; 2 – СаО; 3 – деревне

борошно; 4 – целюлозомісткий матеріал; 5 – відходи гуми; 6 – відходи ППУ;

об'єкт порівняння: 7 – картон (ГОСТ 9542–89); 8 - шкіра (ГОСТ 29277–92).


Стосовно матеріалу для задника виявлено, що найвища міцність при розтягуванні забезпечується співвідношенням термопластичного матеріалу (ТМ) та наповнювача – подрібнених відходів кополімеру етилену і вінілацетату (ЕВА) як 65:35 мас.ч. (рис.3). При цьому спостерігаються і задовільні показники текучості композиції (індекс текучості розплаву – близько 6 г/10 хв.).








Рис. 3. Залежність межі міцності при розтягуванні

матеріалу для задника від співвідношення ТМ:ЕВА


Попередніми дослідженнями встановлено, що на фізико-механічні і гігієнічні властивості композиційних матеріалів впливають такі технологічні фактори їх виготовлення, як концентрація та вид наповнювача і модифікатора. Тому для вибору найбільш прийнятних наповнювача і модифікатора, визначення оптимальних значень їх вмісту у композиції, здійснили математичне планування експерименту. Враховуючи його багатофакторність, у дисертації використано гіпер-греко-латинський квадрат 55 четвертого порядку. Критеріями для кожної з композицій у всіх серіях комбінацій вибрані основні показники фізико-механічних властивостей композиційних матеріалів для основної устілки та задника. По кожному із цих показників отримані оптимальні склади, які дещо відрізняються один від одного.

Для отримання об'єднаного оптимального складу як параметр оптимізації застосована функція бажаності D:

(4)

де d1, d2, d3 – локальні критерії бажаності, величина яких для кожного із показників розраховується за формулою:

(5)

yi' – приведена величина локальних критеріїв.


У результаті були встановлені оптимальні склади композицій для виготовлення основної устілки та задника спеціального взуття (табл. 1).


Таблиця 1

Склади композицій для виготовлення основної устілки та задника

Компонент

Вміст компоненту, мас.ч. в матеріалі для


основної устілки

задника

Агломерат відходів подрібненої плівки

з поліетилену високого тиску (ПЕВТ)

Модифікатор – поліестерний олігомер

Наповнювач:

– целюлозомісткий матеріал

– подрібнені відходи спіненого кополімеру етилену і вінілацетату


100

1 – 5


26 – 42



100

1 – 3



25 – 35

У процесі виготовлення деталей суміш перемішується в барабанному змішувачі і методом лиття під тиском формуються деталі – основна устілка чи задник заданих розмірів. Режими лиття: тиск – 80 3 МПа, температура 190 6 єС, час вприскування – 2,0 0,5 с, час витримки – 10 1 с.

При виборі матеріалів для устілки і задника враховуються вимоги, які висуваються до цих деталей, а саме: міцність, відносна жорсткість, міцність утримування металевих прикріплювачів для взуття цвяхового методу кріплення, стирання у вологому стані, здатність до намокання та вологовіддача, формостійкість та здатність до формування, стійкість задників до осідання. Для оцінки фізико-механічних та гігієнічних властивостей композиційних матеріалів здійснили їх випробування за стандартними методами. Порівняння показників для композиційних матеріалів з аналогічними показниками для натуральної шкіри і картону наведені