LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технологічного процесу кріплення підошов до верху взуття із застосуванням електрофізичної модифікації клейового шва

полімеризації у промисловості різних країн.

Викладені в першому розділі результати аналітичного огляду визначили мету і завдання дослідження, що у подальшому забезпечило вдосконалення технологічного процесу виготовлення взуття клейового методу кріплення та підвищення якості готового взуття.

Другий розділ присвячений розробці та обґрунтуванню гіпотези збільшення зчеплення плівки адгезиву з поверхнею субстрату під впливом електрофізичної модифікації.

На думку автора, оптимальною дозою для електрофізичної модифікації клейового шва є така доза поглинутого випромінювання, при якій відбувається зшивання плівки адгезиву з поверхнею субстрату та при цьому не відбувається деструкція взуттєвих матеріалів.

До цього часу електрофізична модифікація не застосовувалася у взуттєвій промисловості для підвищення фізико-механічних показників кріплення підошов до верху взуття та якості готового взуття.

Сила міжмолекулярної взаємодії обумовлюється дифузією ланцюгових молекул або їхніх сегментів, що забезпечує максимально можливе для кожної системи взаємопроникнення макромолекул, яке сприяє збільшенню молекулярного контакту. Варто відмітити, якщо адгезив наносять у вигляді розчину, а полімерний субстрат здатний набухати або розчинятися в цьому розчині, може відбуватися і помітна дифузія молекул субстрату в адгезив. Обидва ці процеси приводять до зникнення границі між фазами і до утворення спайки, яка представляє собою поступовий перехід від одного полімеру до іншого. Таким чином, адгезія полімерів розглядається як об'ємне явище.

Адгезійна міцність практично ніколи не досягає свого граничного значення, оскільки активні групи молекул адгезиву ніколи не укладаються точно на активні місця субстрату. Однак можна припустити, що збільшення щільності укладання молекул можливе внаслідок підвищення їхньої рухливості. Внаслідок цього міцність адгезійного з'єднання зростає. Відповідно до дифузійної теорії міцність адгезійного з'єднання обумовлена звичайними молекулярними силами, які діють між взаємно переплетеними макромолекулами.

Радіаційне опромінення полімерних матеріалів приводить до структурування їхньої будови. При проходженні в речовині первинні частинки передають енергію численним молекулам, викликаючи збудження та іонізацію. Збуджені молекули, тобто такі, які володіють надлишковою енергією (електронною, коливальною або обертальною), можуть передавати її іншим молекулам.

Первинні радіаційно-хімічні процеси представлені на наступних схемах:


АВ [АВ]+ + е; АВ + е' [АВ]–;

АВ [АВ]*; [АВ]+ + е' [АВ]**.


Вторинні радіаційно-хімічні процеси, при яких відбувається перерозподіл первинної поглиненої енергії, і визначають структуру кінцевих продуктів радіаційних перетворень. Це мономолекулярні процеси фрагментації. Нові активні частинки, які виникають при цьому - вільні радикали і вторинні іони - вступають у реакцію, внаслідок чого змінюється молекулярна структура матеріалу і утворюється речовина з новими властивостями.

Наприклад, фрагментація первинної частинки (молекули або макромолекули) іонної природи:


[АВ]+ А+ + В.


На рис. 1 представлена енергетична діаграма координати такої реакції. Тут енергія іона в збудженій молекулі вище Е0.











Рис. 1. Енергетична діаграма координати вторинної реакції [АВ]+ А+ + В:

Е0 — енергія активації реакції; Е* — надлишкова енергія; ∆Н — теплота реакції;

Ест — статистична кінетична енергія.


Приклад фрагментації первинної частки в збудженому стані:


[АВ]* або [АВ]**


Використання радіаційного випромінювання для ініціювання полімеризації особливо перспективно внаслідок ланцюгової природи цього процесу.

З робіт по радіаційному опромінюванню відомо, що модифікація будь-яких матеріалів завжди супроводжується двома процесами – зшиванням та деструкцією, які протікають одночасно, але в залежності від певних факторів (виду матеріалу, середовища опромінювання, потужності випромінювання, поглиненої дози та інших) один з цих процесів переважає.

На думку автора, в цілому електрофізична модифікація здійснює позитивний вплив на клейовий шов. Міцність клейового з'єднання та його термостійкість підвищується до певної поглиненої дози, після чого починає монотонно знижуватися.

До певної межі протікає процес зшивання плівки адгезиву з субстратом, відбувається активна взаємодія між молекулами матеріалів на поверхні розподілу та у середині матеріалу (своєрідне "прискорення" дифузійного процесу). Матеріали структуруються і перетворюються на єдину систему зі спільними молекулярними решітками. Така взаємодія обумовлює підвищення міцності клейового шва, перетворивши адгезив та субстрат у єдине ціле.

З підвищенням поглиненої дози починає переважати процес деструкції і відбувається зниження фізико-механічних властивостей матеріалів та клейового з'єднання.

Математично вплив електрофізичної модифікації на зчеплення плівки адгезиву з поверхнею субстрату можна описати рівнянням загального вигляду (1):


y=kx2+bx+c (1)


Графічне відображення наведено на рис. 2.











Рис. 2. Характер залежності міцності клейового шва від поглиненої дози випромінювання


Причиною підвищення термостійкості, на думку автора, стає підвищення температури плавлення модифікованих полімерів внаслідок структурування матеріалів на молекулярному рівні. Термостійкість клейового шва починає монотонно знижуватися із переважанням процесу деструкції над зшиванням.

Тому для математичного опису цього процесу варто використати рівняння (1).

Висунуто припущення про вплив електрофізичної модифікації на взуттєві матеріали – шкіру для верху взуття та гуми для низу взуття. На думку автора він може бути описаний рівнянням (1) або (2):


y=kx+b (2)


Аналіз літературних джерел показав, що різні шкіри по різному реагують на вплив опромінювання. Визначивши хімічний склад та фізико-механічні властивості шкір для верху взуття доходимо висновку, що найбільш імовірним є розподіл залежності зміни межі міцності при розтягування по кривій, яка описується рівнянням (1).

Для гуми для низу взуття, за припущенням автора, опір розриву та відносне подовження можуть бути описані рівнянням прямої (2). Для гум найбільш імовірно відбувається монотонне зниження опору розриву та відносного подовження через наявність у їхньому складі різних наповнювачів, які спричиняють значний вплив на стійкість матеріалу до радіаційного опромінювання. Гума з найменшою кількістю наповнювачів має найвищий показник радіаційної стійкості.

Автор доводить можливість такого випадку зшивання полімерів, при якому неможливо визначити міцність клейового шва, оскільки його руйнування носить когезійний характер – відбувається по товщині матеріалу.

Це можна пояснити утворенням додаткових поперечних зв'язків і хімічним зшиванням клейового