LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології виготовлення та використання клеїв-розплавів на основі відходів поліетилентерефталату у взуттєвому виробництві



Рис. 1. Вплив співвідношення ПЕТФ:Гл (мольні частки) на зміну граничного числа в'язкості продуктів алкоголізу у часі (каталізатор – m-НСК, Тпроц = 250 С, перемішування, інертне середовище): 1 – 1:0,5; 2 – 1:1; 3 – 1:1,4

Рис. 2. Вплив співвідношення ПЕТФ:Гл (мольні частки) на зміну температури розм'якшення продуктів алкоголізу у часі (каталізатор – m-НСК, Тпроц = 250 С, перемішування, інертне середовище): 1 – 1:0,5; 2 – 1:1; 3 – 1:1,4


Збільшення кількості гліцерину призводить до зменшення граничного числа в'язкості та температури розм'якшення протягом перших 30–80 хв., тобто забезпечує більш глибоку ступінь деструкції, що наглядно підтверджується даними ІЧ-спектроскопії (рис. 3).


Дослідження показали, що для проміжних продуктів, отриманих на стадії алкоголізу відходів ПЕТФ спостерігається поява піку при 1325 см–1, що характерно для валентних коливань ОН-груп вільних спиртів.

Дослідження по встановленню впливу температури процесу алкоголізу відходів на властивості отриманих адгезивів показали, що температура впливає лише на швидкість протікання процесу отримання клеїв-розплавів (рис. 4), в той як характер залежностей залишається незмінним, що дозволяє легко контролювати величини


Рис. 3. ІЧ- спектр продуктів переробки відходів ПЕТФ: 1 – проміжні продукти; 2 – кінцеві продукти; 3 – відходи ПЕТФ


Трозм.і граничного числа в'язкості.

Досліджено вплив типу каталізатору (рис. 5) та його кількості на перебіг процесу переробки відходів ПЕТФ та властивості отриманих клеїв-розплавів. Для дослідження були вибрані каталізатори різних хімічних класів: -нафталінсульфокислота, цинк оксид та сечовина.




Рис. 4. Вплив температури алкоголізу на зміну граничного числа в'язкості отриманих продуктів у часі, (співвідношення ПЕТФ:Гл – 1:1, каталізатор – m-НСК, інертне середовище, перемішування): 1 – 250 С; 2 – 220 С; 3 – 180 С.


Рис. 5. Вплив типу каталізатору на зміну граничного числа в'язкості у часі (співвідношення ПЕТФ:Гл – 1:1,4, Т = 250 С, перемішування, інертне середовище): 1 – каталізатор m-НСК; 2 – каталізатор ZnO; 3 –каталізатор сечовина.


Встановлено, що проведення процесу у присутності каталізатору сприяє зростанню швидкості обмінних реакцій при Тпроц ≥ 210 С, а використання різних типів каталізаторів призводить до прискорення тієї чи іншої стадії алкоголізу і дає можливість отримувати продукти з досить різними фізико-хімічними властивостями.

Отже, варіюючи співвідношенням вихідних компонентів, температурою процесу, каталізатором в процесі хімічного рециклінгу відходів ПЕТФ можна отримувати продукти, які різняться молекулярною масою, в'язкістю, температурою розм'якшення. За своїми адгезивними властивостями їх можна використовувати, як клеї-розплави для взуттєвого виробництва.

З метою вибору складу поліестерного клею-розплаву для операцій виготовлення взуття та технології його отримання особливо важливим є знаходження найліпших комбінацій якісних та кількісних ознак параметрів процесу переробки відходів ПЕТФ. Використовували латинські плани дисперсійного аналізу – 3 3.

Фактори впливу:

х1 – співвідношення відходів поліетилентерефталату і гліцерину (ПЕТФ:Гл), мол. частки: 1:0,5; 1:1; 1:1,4;

х2 – температура процесу переробки рівні: 200, 215, 230 С;

х3 – тип каталізатору: А – цинк ацетат, B – свинець ацетат, C – цинк оксид;

х4 – концентрація каталізатору: α – 0,1 %, β – 0,3 %, γ – 0,5 %.

В якості критеріїв були вибрані основні показники адгезивних властивостей клеїв-розплавів, до яких відносяться: приведена в'язкість (у1), температура розм'якшення (у2), відкритий час витримки (у3), а також міцність клейового з'єднання при зсуві (у4). Для комплексної оцінки всіх критеріїв, використовуємо мультиплікативну модель Харрингтона, яка дозволяє звести в одну формулу різні показники якості клеїв-розплавів й оцінити придатність різних видів адгезивів за безрозмірною величиною D, яка враховує одночасно різнорідні фактори (табл. 1).

Таблиця 1

Результати експерименту при дослідженні комплексного показника D

Фактор Х2

Фактор Х1


Співвідношення ПЕТФ:Гл (мол.частки)


1:0,5

1:1

1:1,4

Температура процесу переробки, С


200

0,11

0,1 % цинк ацетат

0,63

0,3 % свинець ацетат

0,54

0,5 % свинець оксид



215

0,27

0,5 % свинець ацетат

0,85

0,1 % свинець оксид

0,59

0,3 % цинк ацетат



230

0,46

0,3 % свинець оксид

0,92

0,5 % цинк ацетат

0,88

0,1 % свинець ацетат


Формула обчислення узагальненого показника бажаності має вигляд:


, (1)


де n – число критеріїв оптимізації;

d1, d2, dn – часткові функції бажаності за критеріями (значення від 0 до 1).

Розрахунок функції бажаності здійснювали за кожним з критеріїв уі при односторонніх обмеженнях:


, (2)


де уі – часткові критерії властивостей об'єкта, що досліджується (приведена в'язкість, температура розм'якшення та відкритий час витримки).

Проведена статистична обробка даних, встановлені значимі фактори впливу на процес переробки відходів ПЕТФ. Для перевірки відмінностей середніх значень для значимих факторів застосовувався множинний ранговий критерій Дункана.

Встановлені наступні ряди впливу значимих факторів (з 95-процентною довірчою ймовірністю) на властивості клеїв-розплавів: на приведену в'язкість та температуру розм'якшення – співвідношення ПЕТФ:Гл – 1:1,4, Тпроц – 230 С, каталізатор – цинк ацетат (0,3 %); на відкритий час витримки – співвідношення ПЕТФ:Гл – 1:1, Тпроц – 230 С, каталізатор – цинк ацетат; на міцність клейового з'єднання на зсуві – співвідношення ПЕТФ:Гл – 1:1, Тпроц – 230 С, каталізатор – цинк оксид.

Таким чином, проведені дослідження показали, що найбільш пріоритетними, з метою отримання високоякісних клеїв-розплавів для з'єднання деталей верху взуття з устілкою, є наступні значення факторів процесу хімічного рециклінгу ПЕТФ:

  • співвідношення ПЕТФ:Гл (мольні частки) – 1:1;

  • температура