ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6ТЕМА: « Оценка качества клеев-расплавов и исследование процессов склеивания обувных материалов»
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить свойства клеев – расплавов на основе различных термопластичных материалов, освоить технологию склеивания близких по полярности материалов и исследовать влияние основных факторов на прочность склеивания.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ: - определить индекс расплава клеев при переходе в вязко-текучее состояние на приборе ИИРТ-2; - склеивание образцов по различным технологическим режимам в зависимости от продолжительности процесса прессования, скорости движения валиков прессующего устройства и усилия прессования; - испытание склеенных систем материалов согласно действующей методике, построение графических зависимостей прочности склеивания от указанных преподавателем параметров процесса.
МАТЕРИАЛЫ: Образцы кож для верха и подкладки, обувного картона, кожкартона и текстильных материалов различного типа
ОБОРУДОВАНИЕ: Шприц-пистолет для нанесения клея-расплава, устройство для прессования материалов, секундомер, прибор ИИРТ-2, весы, разрывная машина РТ-250
Химическое строение и свойства клеев-расплавов различного типа Базовый полимер клеевой композиции, являющийся основным компонентом смеси по которому и определяется ее свойства, назначение и название, представляет собой термопластичный материал, имеющий в своем составе две фазы – «гибкую» и «жесткую». По своей химической концепции он близок к блок-сополимерам, т.е. имеет один или более переход (температуру) в другое физическое состояние В этой связи различают два типа " организации" линейных термопластов - блок-сополимеры, у которых доминирует блочная (микрокоагуляты молекул) надмолекулярная структура и полимеры, имеющие микрофазовое разделение внутри самих макромолекул, миниатюрные блоки распределенные по цепи. Последние также имеют упорядоченную структуру, но несколько отличающуюся от первых. В зависимости от количества, строения и распределения блоков внутри и между молекулами у таких полимеров имеется несколько температур перехода в вязкое и вязкотекучее состояние, поэтому технологические свойства - адгезионная способность, скорость схватывания, температуры плавления, жесткость и упругость клеевой пленки определяются в основном доминирующей фазой. С точки зрения базового полимера различают клей на основе полиамидов, полиэфиров, ЭВА и полиуретанов (таблица 1). Таблица 1 Ассортимент и свойства клеев – расплавов
Клеи-расплавы на основе полиэфиров представляют собой продукт взаимодействия дикарбоновых кислот (тетрафталевой, изофталевой, себациновой) с этилен- или бутиленгликолем с молекулярной массой от 15000 до 75000, имеющие характерную функциональную группу С-О и С=0. Адгезив обладает высокой клеящей способностью ко многим обувным материалам, имеет высокую полярность, жесткость клеевой пленки белого цвета, мылкий на ощупь. Его используют для затяжки носочно-пучковой части заготовок на стельку в машинах DVHZ-BT, LTL-103 (" ЮСГ" Англия), 630-DGM, -LСМ, -SGМ, -DDР, -НС, -LDМ, -KLG («Шен», Германия), SINCRON 4 PDX 9 («Молина и Бьянчи», Италия). 02256 Р1.02200Р1 («ЗПС» Чехия). Клеи – расплавы на основе полиамидов получают поликонденсацией димеризовых кислот, растительных масел и алифатических диаминов (этиленгликоль), молекулярная масса которых в пределах 2000-8000. Они имеют цвет в зависимости от состава от светло-коричневого до сочно-коричневого, прозрачны, обладают достаточно высокой полярностью, но уступают по своим адгезионным возможностям клеям на основе полиэфиров. Имеют характерную функциональную группу –CONH и меньшую степень кристалличности по сравнению с полиэфирными. Их используют для затяжки пяточно-геленочной или отдельно пяточной частей ЗВО на следующих затяжных машинах: BUHL-6M, BUHL-8, BUHL-8T («ЮСМ», Англия), 640-CC, -LGM, -CGM, -TTP («Шен», Германия), 02146-P3, P6, 02236-P1, -P2, 02211-P1 («ЗПС», Чехия). Эти же расплавы используют при выполнении операций загибки видимых краев деталей ЗВО, при окантовывании деталей низа (стельки) тесьмой, для формирования жесткого подноска по специальной технологии. Клеи-расплавы на основе полиуретанов представляют продукт взаимодействия олигоэфиров – простых или сложных (полибутенгликольадипинат), диизоцинатов (4, 4–дифенилметандиизоцинат) и диолов (1, 4 бутандиол) как удлинителей цепи. Полимеры этого типа имеют уретановую группу -NH-C-O, определенным образом расположенную вдоль ║ O межмолекулярной цепи и являющуюся основой образования жестких блоков или сегментов (т.н. сегментированные ТПУ). Разница между полиуретанами (см. лабораторную № 4), используемыми, для растворов, и сегментированными состоит не только в особенностях распределения жестких и гибких блоков по цепи, но в условиях синтеза и форме конечного продукта. В настоящее время в качестве клеев–расплавов используют порошковые ТПУ, полученные в таком виде в ходе синтеза, и практически готовые к применению. Наиболее широкое применение они нашли при изготовлении клеевых прокладочных материалов с точечным покрытием. Отличительной особенностью порошковых клеев является высокая характеристическая вязкость, позволяющая применять их на основном креплении, поскольку отсутствует проскальзывание подошвы относительно колодки с затянутым верхом в процессе прессования верха и низа. Благодаря такому физическому состоянию создается возможность применения высоковязких полимеров, нанесение которых проводят с помощью различных способов напыления, соответствующим современным требованиям безотходной и экологически чистой технологии склеивания.
химический состав:
ЭВА сополимеры применяемые в качестве клеев содержат, как правило, по 27–28 % винилацетата, «разбросанного» по цепочке полиэтилена. По этой причине «эльваксы» обладают высокой эластичностью при необходимом уровне когезионной прочности и достаточно высокой адгезионной способностью к полярным материалам. Молекулярная структура ЭВА соответствует таковой для блок–сополимеров с той лишь разницей, что винилацетат (жесткий блок) имеет относительно небольшие размеры, но способен соединяться с себе подобными соседними макромолекулами, образуя ассоциаты необходимой энергоемкости для реакции адгезии. Отличительной особенностю является высокая морозостойкость (Тстекл= –57оС) и водостойкость, теоретически позволяющая использовать их для крепления подошв, но практически это затруднительно из–за присутствия в составе композиции пластификаторов и, с другой стороны, наличия в полимерной матрице собственно полиэтилена, создающих ряд трудностей для точного совмещения и удержания под давлением приведенных в контакт поверхностей со сложной геометрией. Недостатком, по сравнению с другими клеями этого вида, является относительно меньшая экологическая чистота процесса склеивания за счет большого количества вредных летучих веществ.
Технология применения клеев–расплавов Для исследования технологических и адгезионных свойств в лабораторной работе используют прутковые клеи–расплавы диаметром 10±0.5 мм на базе полиэтилена и полиамида, а также порошковые полиамидные и полиуретановые клеевые композиции, дисперсностью от 10мкм до 120мкм. Испытания системы материалов «кирза–натуральная кожа низа», «натуральная кожа– СЦМ» проводятся по стандартной методике: - на расслаивание: по 5 образцов длиной 140±1мм и шириной 25±0.5мм кирзы двухслойной гладкокрашеной (ГОСТ 19196–80) или по направлению основы натуральной стелечной или подошвенной кожи низа (ГОСТ): толщиной 2.5–3.0мм натуральной кожи верха хромового дубления (ГОСТ) и стелечный целлулоидный материал (ГОСТ) или ткани, или кожкартон; - на сдвиг: по 5 образцов длиной 50±1мм и шириной 25±0.6мм; - на теплостойкость на сдвиг: по 5 образцов длиной 140±1мм и шириной 25±0.6мм. «Рабочую» поверхность кож, т.е. 80х25мм (на расслаивание) и 10х20мм (на сдвиг) взъерошивают абразивным материалом зернистостью 6–14ед. для кож верха и 8–20ед. для кож низа. «Рабочая» поверхность ткани и СЦМ не должна иметь видимых загрязнений, пятен, пыли и т.д.
Склеивание материалов прутковым клеем–расплавом На рабочею поверхность одного из материалов наносят шприц–пистолетом марки AVD–8008 (ALDA, Japan) требуемое количество клея тонким, по возможности ровным слоем точно по середине образца, сразу же совмещаются со вторым материалом системы и заправляют для прессования между вращающимися со скоростью 17 или 24 об/мин валиками прессового устройства (рисунок.1). Скорость вращения регулируется с помощью ЛАТР–250.
5 6
Рисунок 1 1.– ведущий вал прессового устройства 4.– регулировочный винт 2.– ведомый вал 5.– электромотор 3.– станина 6.– ЛАТР–250 Усилие прижатия образцов регулируется винтом 4 и зависит от толщины образцов, скорости транспортирования и количества нанесенного расплава. Расплав дозируют таким образом, чтобы клеевая полоса имела ширину 6-7 мм, наносилась бы без разрывов и быстро прессовалась. Время схватывания клея после склеивания не более 1 минуты после прессования.
Склеивание материалов порошковым клеем–расплавом На рабочею поверхность одного из склеиваемых материалов наносят с помощью калиброванного сита ячеистостью 0.7-0.8 мм виброспособом, вручную наносят порошок тонким слоем, по возможности равномерно. Затем в тех местах, где образовались его излишки (наплыв) аккуратно выравнивают шпателем или удаляют совсем, а затем досыпают заново. Гомогенный слой адгезива является одним из основных технологических факторов, влияющих на прочность клеевого шва. Далее образец подвергают термоактивации при температуре 100-170°С для полиамидных порошков и 125-150°С для полиуретановых в течение соответственно 90-60 сек и 60-35 сек. Поверхности совмещают и прессуют под давлением 2-2, 5 атм в течение 10-15 сек для ПА и 20-30 сек для ПУ расплавов. Испытание склеенных образцов Испытания образцов проводятся по методике, описанной в лабораторной работе № 3 Результаты испытаний заносят в таблицу 3 и 4. Определение количества сухого остатка Таблица 3 Определение физико-механических свойств клея
Таблица №4 Результаты испытаний клеевых соединений
|
3 4 2
