ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. ТЕМА:«Оценка качества полиуретановых клеев и исследование процесса склеивания обувных материалов»

ТЕМА: «Оценка качества полиуретановых клеев и исследование процесса склеивания обувных материалов».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить свойства полиуретановых клеев, технологию склеивания различных по природе обувных материалов и исследовать влияние некоторых факторов процесса на прочность соединения.

 

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

- приготовление раствора ПУ-клея и отвердителя заданной концентрации;

- склеивание образцов при различных технологических режимах, варьирование технологическими параметрами процесса склеивания;

- испытание полученных склеек и исследование влияния выбранных факторов на прочность клеевого шва, построение графиков полученных зависимостей.

МАТЕРИАЛЫ: образцы кож верха и низа, текстильных материалов, кожволона, поливинилхлорида и подошвенного полиуретана.

 

ОБОРУДОВАНИЕ: колбы на 100 мл для приготовления раствора каучука, стакан на 100 мл, бюксы на 25 мл для приготовления отвердителя, термоактиватор, секундомер, вискозиметр ВЗ-1, пресс лабораторный, разрывная машина РТ-250.

 

Структура и свойства полиуретановых термопластов.

Полиуретановый клей-раствор представляет собой композицию, состоящую из раствора термопластичного полиуретана (ТПУ) типа УК, ВЛАД, ВИТУР (Россия), ДЕСМОКОЛЛ (Германия), ЭЛАСТИК (Англия) в смеси органических растворителей и отвердителя типа полиизоцианат (Россия) или Десмодур (Германия). С точки зрения современных представлений о структуре ТПУ свойства полимеров этого типа связаны со степенью микрофазового разделения (СФР) на гибкие и жесткие фрагменты, фазы или блоки (не следует путать с блок-сополимерами).

Гибкими блоками (рис. 1) являются, как правило, сложные или простые полиэфиры (ПЭ). В первом случае чаще используют полибутиленгликольадипинат с молекулярной массой 2000, содержащий большое количество С=О-групп, а также активные концевые ОН-группы. Жесткие блоки состоят из диизоцианатов, например 4, 4-дифенилметандиизоцианата с молекулярной массой до 500, содержащего концевые реакционноспособные NCO-группы. При взаимодействии изоцианатных NCO–групп с концевыми ОН-группами и со сложноэфирными С=О в ходе синтеза полимера образуются уретановые группы:

-О-С-NH-

║

О

Для регулирования распределения NHCOO-групп по макромолекулярной цепи используют 1, 4-бутандиол (БД) как удлинитель цепи, содержащий также, как и полиэфир, ОН-группы. При высокой степени микрофазового разделения (рисунок 1, в) полиуретан обладает повышенной температурой плавления (190-200^оС), модулем упругости, прочностью на раздир и адгезионной способностью, но очень низкой эластичностью. При низкой СФР (рис. 1, а) и незначительной агрегации жестких и гибких блоков, т.е. при их значительном взаимопроникании, температура плавления уменьшается до 45-50^оС, прочность и упругость несколько ниже, чем при большой СФР, а эластичность повышается до максимума. При средней СФР (рис. 1, б) ТПУ имеют средние по величине показатели, в наибольшей степени удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к термопластичным ПУ клеевого назначения.

 

Рисунок 1 Влияние СФР на блочную структуру ТПУ

 

Регулирование физико-механических и физико-химических свойств ТПУ может достигаться не только " линейно", т.е. вдоль макромолекулы, но и в поперечном направлении за счет изменения соотношения NCO: OH в целом, влияющего на степень сближения или " сшивки" соседних макромолекул. При избытке изоцианатных групп, т.е. при NCO: OH> 1 имеет место получение полиуретановых эластомеров с развитыми поперечными связями (биуретовые и аллофанатные узлы разветвления) пенополиуретаны, подошвенные ПУ и т.п. В случае NCO: OH=1 получают полиуретановые термоэластопласты с разветвленной структурой. При недостатке изоцианатных групп, т.е. NCO: OH< 1 получают термопластичные полимеры линейной структуры, как правило клеевого назначения.

Таким образом, структура сегментированных ПУ-эластомеров и ТЭП представляет собой систему взаимопроникающих " сеток" -сетки химических связей и сетки физических связей (водородные и ван-дер-ваальсовые), реализующиеся в обеих фазах. Термопласты не имеют межмолекулярных химических связей.