Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Контрольная работа - Химическая технология обувного производства - файл Контрольная - чистовой вариант (11).docx


Контрольная работа - Химическая технология обувного производства
скачать (866.3 kb.)

Доступные файлы (5):

Контрольная - чистовой вариант (11).docx71kb.08.11.2010 22:41скачать
Литература.docx13kb.08.11.2010 22:56скачать
Содержание.docx13kb.08.11.2010 22:54скачать
Контрольная (в.№11) - с доп..docx738kb.07.11.2010 21:55скачать
Копия Контрольная 11исправленая.doc223kb.08.11.2010 20:21скачать

содержание
Загрузка...

Контрольная - чистовой вариант (11).docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


1. Состав и технология подготовки литьевой композиции на основе термопластов.

Одно из самых прогрессивных направлений в технологии изделий из кожи – это литьевые методы, которые концентрируют в себе последние достижения в полимерной химии с возможностями механизации и автоматизации оборудования и процессов.

Литьевые методы крепления можно классифицировать по виду материала низа обуви:

литье термопластов — пластикаты поливинилхлорида (ПВХ) и подошвенные композиты на основе дивинилстирольных (ДСТ) термоэластопластов;

литье резиновых смесей;

литье полиуретанов («жидкое» формование);

литье желатинизируемых паст ПВХ.

Для литья низа обуви применяют пластикаты из поливинилхлоридной (ПВХ) смолы и термоэластопластов; для набоек — пластикаты на основе литьевого полиуретана.

Термопласты – это полимеры, которые при повышенных температурах плавятся. При литье термопластов используют прежде всего поливинилхлоридные пластикаты и смеси на основе термоэластопластов. Термопласты отличаются красивым внешним видом, довольно высокой износоустойчивостью, могут несколько раз перерабатываться (до 5) почти без изменения свойств, то есть получается практически безотходное производство.

Наиболее перспективно применение поливинилхлоридных композиций для определенного ассортимента обуви, так как поливинилхлорид дешев и недефицитен.

Поливинилхлорид имеет регулярное линейное строение, отве

чающее формуле:

(—СН2—СНС1—)n.

Он представляет собой про

дукт белого цвета, плотностью 1,37 г/см3, со степенью полимери

зации 100...2500. Степень кристалличности промышленного ПВХ может достигать 10 %, а у полимера, полученного при низких тем

пературах (ниже -10 °С) или радикальной полимеризацией в аль

дегидах (при 20...50°С), — соответственно 10...23 и 33...35%.

Литьевые смеси пластифицированного поливинилхлорида с другими ингреди

ентами получили название пластикатов. В их со

став кроме поливинилхлорида (ПВХ-смолы) и пластификаторов входят также стабилизаторы, наполнители, смазки, красящие ве

щества, порообразователи.

ПВХ-смолы. Поливинилхлоридные смолы представляют собой продукты синтеза винилхлорида суспензионного или эмульсион

ного метода полимеризации. Получаемые смолы соответственно называют суспензионными (С) или эмульсионными (Е). В марке смолы указывают ту или иную букву.

Различают также смолы пастообразующие и непастообразующие; первые при замешивании с пластификаторами образуют сметанообразные пасты, вторые — набухшую крошку (вроде творога). Из набухшей крошки на горячих валках каландров (или вальцах) получают пленки, которые затем гранулируют для последующей переработки на литьевых машинах. Переработка непастообразующих смол сложнее, чем пастообразующих, но изделия из непастообразующих смол получаются более прочными и износо

стойкими.

Важной характеристикой ПВХ-смол является константа Фикентчера:

Кф= 100к.

Значение коэффициента к находят из уравнения
где ŋотн — относительная вязкость 1%-ного раствора полимера в циклогексаноне по отношению к вязкости чистого циклогексанона при 25 °С; с — концентрация полимера, г на 100 мл растворителя.

Чем меньше значение константы Фикентчера, тем меньше мо

лекулярная масса и вязкость ПВХ-смолы, тем легче она перераба

тывается, но тем хуже механические свойства изготавливаемых из нее изделий. Поэтому с учетом назначения изделия и требуемых свойств выбирают марку смолы для конкретной рецептуры плас

тиката. Смола, представляющая собой порошок белого цвета, характеризуется следующими показателями свойств:

Число Фикентчера К 66—69

Остаток на сите № 2, %, не более 0,06

Содержание, %, не более

влаги и летучих веществ 0,35



сульфатной золы 1,4

щелочи в пересчете на гидроксид натрия 0,1

Термостабильность при температуре 180 °С, мин,

не менее 20

Вязкость пасты, Па·с 1,5—3,5

Показатель набухаемости, % 2—6

Расход пластификатора мл/100 мае. ч. ПВХ, не более 60

Молекулярная масса 150 000—180 000

Марка суспензионного поливинилхлорида включает в себя наи

менование продукта — ПВХ; способ полимеризации — С (суспензи

онный); нижний предел диапазона константы Фикентчера Кф — первые две цифры;

- показатель насыпной плотности — третья цифра: О - без данных; 1 - 0,3.-0,4; 2 - 0,35...0,45; 3 - 0,4...0,5; 4 -0,4...0,65; 5 - 0,45...0,55; 6 - 0,5...0,6; 7 - 0,55...0,65; 8 - 0,6...0,7; 9 — более 0,65;

- показатель остатка после просева на сите с сеткой № 0063 — четвертая цифра: 0 — без данных; 1 — менее или равно 1; 2- 1...10; 3-5...20; 4- 10...50; 5 - 30...70; 6 - 50...90; 7 -70...90; 8 — 80... 100; 9 — 90... 100;

- область применения суспензи

онного поливинилхлорида: Ж — для переработки без пластифика

торов (для жестких изделий); М — для переработки с пластифика

торами (для пластифицированных мягких изделий); У — для пере

работки с пластификаторами или без них (для полужестких изде

лий).

Например, для прямого литья ПВХ-подошв на затянутый верх обуви применяется поливинилхлоридная смола марки ПВХ-С-6359-М с нижним пределом диапазона константы Фикентчера 63 (диапазон 63... 65). Насыпная плотность ее 0,45... 0,55 г/см3. Оста

ток на сите составляет 90... 100. Смола предназначена для перера

ботки с пластификаторами и обеспечивает получение мягких эла

стичных материалов.

Для пастообразующих смол марка включает в себя наименова

ние продукта — ПВХ;

- способ полимеризации — Э (эмульсион

ный);

- способ переработки через пасты — П;

- первые две цифры — нижний предел диапазона константы Фикентчера;

- третья цифра — показатель насыпной плотности (г/см3): 0 — не нормируется; 5 — от 45 до 60; 6 — от 50 до 60;



- четвертая цифра — показатель остатка на сите с сеткой № 0063: 0 — не нормируется; 1 — менее или равно 1; 2 — от 1 до 10%;

- область применения эмульсионного ПВХ: М — для переработки в пластифицированные изделия; Ж — для переработки в жесткие изделия; Н — для переработки через низковязкие пасты; В — для переработки через высоковязкие пас

ты; С — для переработки через средневязкие пасты.

Например, в рецептурах для прямого литья подошв на затяну

тый верх обуви применяется пастообразующая смола марки ПВХ ЕП-6602-Н. Эта марка означает, что это поливинилхлоридная смола эмульсионной полимеризации с нижним пределом диапазона кон

станты Фикентчера 66 (диапазон 66...69). Показатель насыпной плотности не нормируется. Остаток на сите составляет 1... 10%. Предназначена для переработки через низковязкие пасты (вязкость пасты должна быть 1,5... 3,5 Па • с). Поливинилхлорид стоек к окислению и практически негорюч. Стоек к действию щелочей любой концентрации, бензина, керо

сина, масел, жиров, глицерина, спиртов, кислот (до 50%-ной кон

центрации). Отличается жесткостью, прочностью, высоким сопро

тивлением истиранию, высокой полярностью.

Пластификаторы. Пластификаторы обеспечивают получение из

делий с высокой эластичностью, а также высокую текучесть плас

тикату при переработке. В качестве пластификаторов при изготов

лении изделий из кожи чаще всего используют сложные эфиры фталевой и себациновой кислот (табл. 1.1). Вид пластификатора и их количество влияют на показатели механических свойств изде

лий. Чем выше содержание пластификатора (оно колеблется обыч

но от 30 до 90 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ), тем выше эластичность и морозостойкость материала, но ниже его прочность. Пластификаторы должны подбираться с учетом того, что вяз

кость пластиката в вязкотекучем состоянии должна быть не более 105 Па • с. Это обычно достигается введением 50... 60 мас. ч. пласти

фикаторов на 100 мас. ч. поливинилхлоридной смолы с константой Фикентчера Кф= 60...70.

В качестве пластификаторов, улучшающих морозостойкость ПВХ-пластикатов, целесообразно использовать бутадиен-нитрильные каучуки. Однако при их введении следует помнить, что они отрицательно действуют на текучесть пластикатов по сравнению с вышеуказанными жидкими пластификаторами вроде диоктилфталата (ДОФ).

Таблица 1.1 - Применяемые пластификаторы

Пластификатор

Химическая формула

Молекуляр

ная масса

Плотность, г/см

Дибутилфталат (ДБФ)

Диоктилфталат (ДОФ)

Диоктилсебацинат (ДОС)

Дибутилсебацинат (ДБС)

С6Н4(СООС4Н9)2 С6Н4(СООС8Н17)2

С8Н16(СООС8Н17)2 С8Н(СООС4Н9)2

278

390

426

314

1,046

0,972 0,013 0,930

Стабилизаторы. Поливинилхлорид об

ладает высокой устойчивостью к действию химических веществ, но в процессе переработки при высоких температурах (до 190 °С) может происходить его частичная термодеструкция с отщеплени

ем хлорида водорода (НС1). Выделяющийся хлорид водорода ката

лизирует дальнейшее разложение ПВХ и корродирует металличес

кие части перерабатывающего оборудования.

Для связывания НС1, выделяющегося при термоокислительной деструкции ПВХ, в со

став пластикатов вводят специальные добавки — стабилизаторы в количестве 3... 15 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. Эффективными стабилизаторами являются одно-, двух- и трех

основные соли свинца (двухосновный фталат, трехосновный суль

фат, одноосновный карбонат и др.). В производстве прозрачного поливинилхлорида применяют основные соли бария, кадмия, кальция.

Повышение атмосферо- и светостойкости ПВХ достигается при использовании антиоксидантов (антистарителей, фенолов, эпоксидированных растительных масел, дибензилсульфида и др.). В ка

честве эпоксистабилизаторов применяют эпоксидированное соевое масло, смолы ЭД-16, ЭД-20, эпоксидированные органические кис

лоты и их барийкадмиевые соли.

Для предохранения от ультрафиолетовых лучей, которые могут вызвать деструкцию ПВХ, что проявляется в изменении цвета и его окраски, в пластикат вводятся ингибиторы, в качестве кото

рых применяются обычно барийкадмиевые стабилизаторы. К ним добавляют еще вещества, содержащие пигментные частицы, ко

торые защищают полимер благодаря своей светонепроницаемос

ти, так что разложение, если и происходит, то только в поверхно

стном слое.

Обычно применяют «букет» стабилизаторов разного назначе

ния, что обеспечивает ПВХ всестороннюю стойкость.

Наиболее эффективным стабилизирующим свойством облада

ют сочетания трехос

новного сульфата и двухосновного стеарата свинца с эпоксидными смолами ЭД-5 или ЭД-6 в соотношении 1:2:1 и 2:1:1, обеспечивающими термостабильность при темпе

ратуре 185 °С в течение 130... 170 мин.

Смазки. Для облегчения процесса переработки ПВХ-пластикатов методом литья под давлением весьма важной составляющей в их рецептуре являются так называемые смазки, вводимые в коли

честве 1... 3 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. Возможным механизмом дей

ствия смазок является ориентация этих маловязких по сравнению с ПВХ добавок по направлению сдвига, так что деформирование ПВХ-пластиката в целом осуществляется проскальзыванием по

лимера по маловязкому их слою. В качестве смазок применяют сте

арин, стеариновую кислоту, стеараты кальция, кадмия, бария, свинца.

Наполнители. Особенностью ПВХ является его регулярное и линейное строение с большим количеством полярных радикалов — СI, что обусловливает высокую взаимную ориентацию макро

молекул, их жесткость. Введение наполнителя нарушает регуляр

ность расположения макромолекул и, как правило, приводит к понижению механических свойств и ухудшению текучести и пере-рабатываемости пластикатов. Обычно содержание наполнителей не должно превышать 20 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. В качестве наполни

телей могут применяться каолин, мел, аэросил, асбест и др. В пластикатах для прямого литья низа обуви наполнители не применя

ют, чтобы не снижать эластичности подошв.

Красящие вещества. Для окрашивания ПВХ-пластикатов в их состав вводят органические и минеральные пигменты в количе

стве от 0,1 до 3 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. Для получения яркой окраски минерального пигмента требуется больше, чем органи

ческого. Вообще ПВХ-пластикаты хорошо окрашиваются в яркие цвета в отличие от резин, в этом одно из их преимуществ. Мине

ральные пигменты более атмосферостойки, но органические име

ют более широкую гамму цветов. Минеральные пигменты окраши

вают изделия в простые цвета: черный — за счет сажи, белый — двуокиси титана. Наиболее распространенные органические пиг

менты — зеленый и голубой фталоцианиновые, оранжевый, бор

до и синий антрахиноновые.

Порообразователи. Для получения пористого низа обуви в состав ПВХ-пластикатов вводят порошкообразные порообразователи. Получение пористых подошв обуви очень важно, так как непорис

тые подошвы очень тяжелые, с плотностью порядка 1,4... 1,6 г/см3. За счет порообразователей можно получить подошвы с плотнос

тью 

0,7...0,75 г/см3. Такие подошвы значительно легче. Применя

ются обычно органические отечественные порообразователи, та

кие, как ЧХЗ-21. Разработка производственных ПВХ-пластикатов для литья низа обуви проводится путем оптимального сочетания ПВХ-смол, типа и количества пластификаторов, ингредиентов стабилизирующей группы.

Требования хорошей текучести расплава ПВХ-пластиката и высокой эластичности изделия обусловили применение высокопластифицированных систем, а высокая температура переработки при литье (160... 190°С) — выбор в качестве основы пластиката суспензионных смол, которые обладают высокой термостабиль

ностью и обеспечивают получение прочных и износоустойчивых подошв.

При выборе марки смолы учитывалось решающее влияние кон

станты Фикентчера на физико-механические свойства литьевого пластиката. Влияние константы Фикентчера суспензионных ПВХ-смол на физико-механические и литьевые свойства пластикатов (содержащих 100 мас. ч. ДОФ на 100 мас. ч. ПВХ): с увеличением значения константы (а значит, и молеку

лярной массы) наблюдаются снижение текучести расплава; рост сопротивления разрыву и раздиру, уменьшение остаточного удли

нения. Придавая особое значение текучести расплава, для рецеп

туры применяется ПВХ-смола с Кф= 63. Пластикат с Кф = 56 при высоком показателе текучести распла

ва не позволяет получать подошвы с необходимым комплексом физико-механических показателей, а пластикаты с Кф = 70...90 имеют неудовлетворительные литьевые свойства и излишнюю жест

кость в изделиях. Количество пластификаторов, обеспечивающих эластичные свойства пластиката, должно быть в пределах 85... 100 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. Для получения пористого низа обуви выбран эффек

тивный порофор ЧХЗ-21. В табл.1.2 приведен состав отечественно

го пластиката ПЛП-2 белого цвета.

Низ обуви из пластиката ПЛП-2 указанного состава имеет сле

дующие физико-механические показатели:

Плотность, г/см3 0,8

Относительное удлинение, % 207

Остаточное удлинение, % 12

Сопротивление раздиру, кН/м 6,0

Предел прочности при растяжении, МПа 4,0

Эластичность, % 18

Твердость по Шору, усл. ед 44

Устойчивость к многократному изгибу, тыс. циклов….130


Таблица 1.2 - Состав ПВХ-пластиката ПЛП-2 для литья низа обуви

Ингредиент

Назначение ингредиета

Количество, мас.ч.

ПВХ-С-6359-М

ПВХ-смола

100

Диоктилфталат (ДОФ)

Пластификатор

85

Двухосновный фосфат свинца

Стабилизатор

4

Дифенилпропан

То же

0,04

Стеарат кальция

Смазка (лубрикат)

1,8

Стеарин

То же

0,3

Диоксид титана

Белый пигмент

2,0

ЧХЗ-21

Порообразователь

0,8

Производственный цикл подготовки ПВХ-пластиката для ли

тья обуви состоит из трех этапов: смешения, пластикации и грану

лирования.

При смешении ПВХ-смола набухает в пластификаторе, проис

ходит разрушение порошкообразных агломератов и их равномер

ное распределение. Смешение осуществляется в смесителях. При температуре 80... 90 °С ПВХ начинает интенсивно насыщаться платификатором. Затем температуру повышают до 110... 130 °С. В кон

це смешения вводят остальные ингредиенты. Весь цикл смешения длится 30...60 мин.

Пластикация смеси происходит на вальцах, где она приобретает гомогенную структуру. В охлажденную смесь вводят порообразователи.

Полученный ПВХ-пластикат гранулируют, причем гото

вые гранулы в виде линзочек, цилиндров, кубиков имеют обычно размер в поперечнике около 4 мм. На литьевые машины ПВХ-пластикат подается уже в гранулированном виде.

Особое место среди литьевых материалов занимают термоэлас

топласты (ТЭП). В результате переработки в условиях высоких температур они способны течь как термопласты, а при эксплуатации они подобны эластомерам.

ТЭП сочетают в себе эластические свойства каучуков (способность к высокоэластическим деформациям и высо

кая морозостойкость) и термопластические свойства термо

пластов (высокая текучесть в расплавленном состоянии и способность перерабатываться литьевым способом). Уникальные физико-механические свойства ТЭП обус

ловлены их строением. ТЭП представляют собой блок-сополимеры дивинилстирольные (ДСП) или изопренстирольные (ИСТ). Макромолекулы ТЭП состоят из хими

чески связан

ных несовместимых эластичных политибутадиеновых и жестких полистирольных блоков. Присутствие в молекуле блок-сополимера жесткого и эластичного блоков еще недостаточно для проявления ими свойств термоэластопластов. Блок-сополимеры, молекулы которых можно изобразить в виде Б—А—Б или А-Б, не обладают свойствами ТЭП. Лишь полимеры, содержащие на кон

цах макромолекул два жестких блока А, а между ними вы

сокоэластический блок Б (А — Б—А), обладают свойст

вами ТЭП, то есть жесткие термопластичные блоки (подобно полистиролу) обязательно должны находиться на обоих концах макромолекулы, что сообщает подобному ТЭП способность течь при повышенных температурах. А эластичные блоки типа полибутадиена и полиизо

прена находятся внутри макромолекулы, обеспечивая ей эластич

ность как при нормальных (18... 20 °С), так и при низких (до -70 °С) температурах, где А — жесткие блоки термопластов (полистирольные, полиметилстирольные, полиэтиленовые, полипропиленовые, полиакрилатные); В — гибкие эластомерные блоки (полибутадиеновые, полиизопреновые).

Гомополимеры (блоки), образующие ТЭП, термодинамически несовместимы. Поэтому ТЭП являются своего рода двухфазными системами, что проявляется в наличии двух температур стеклова

ния: фиксируемых в области низких температур для полибутадие

новых блоков и около 80 °С для полистирольных блоков.

Поли

бутадиеновые блоки образуют непрерывную эластичную фазу, а жесткие полистирольные блоки, ориентируясь, создают простран

ственные узлы, называемые доменами, в которых благодаря меж

молекулярным силам появляется высокая прочность без сшивки или вулканизации. При повышенных температурах эти связи осла

бевают из-за энергичного теплового движения макромолекул и блок-сополимер может течь (при литье). Температурный интервал переработки ТЭП литьем под давлением составляет 150...200°С. Причем для ТЭП характерно наличие ориентационного эффекта. Так, прочность изделий, полученных методом литья, выше, чем полученных из того же полимерного материала методом прессо

вания.

Домены в ТЭП играют роль соединительных узлов, напомина

ющих поперечные химические связи вроде серных мостиков, воз

никающих при вулканизации резин. В результате прочность невулканизованных ТЭП оказывается сопоставимой с вулканизатами каучуков (резин). В табл. 1.2 сопоставлены показатели свойств дивинилстирольных ТЭП различных марок со свойствами ненаполненного вулканизата натурального каучука (НК).



Таблица 1.3- Показатели свойств ТЭП в сравнении с вулканизатами НК


Показатель


Вулканизат НК


ДСТ-30


ДСТ-50


ИСТ-30

Предел прочности при

36,6

30,0

38

38,4

растяжении, МПа













Удлинение, %:













относительное

715

735

670

1050

остаточное

32

24

86

7

Сопротивление раздиру, кН/м

10,5





42,1

Эластичность по отскоку, %

51

63

40

54

Твердостьпо Шору, усл. ед.

60

70

95

60

Температура хрупкости, °С

-53

-90



-53

Свойства блок-сополимеров зависят от количества и молекулярной массы составляющих блоков. При моле

кулярной массе полистирольного блока менее 5000 раз

деления его на фазы не произойдет и он будет близок по свойствам к бутадиен-стирольному сополимеру. Чтобы сополимер стал блок-сополимером, обладающим свойст

вами ТЭП, молекулярная масса полистирольных блоков должна быть не ниже 5000—10 000, если молекулярная масса полибутадиенового блока равна 50 000. Увеличе

ние молекулярной массы полистирольных блоков сопровождается возрастанием прочностных свойств (твердости, температуростойкости) и уменьшением эластичности. Увеличение содержания полибутадиеновых блоков приводит к улучшению эластических свойств.

Оптимальными физико-механическими свойствами обладают блок-сополимеры дивинила со стиролом, синтезированные при температуре 60оС, в котором оба компонента имеют узкое молекулярно-массовое распределение.

При получении пористых подошв на основе ТЭП при фиксации формы вспененного расплава в охлаждаемой пресс-форме формируется так называемая интегральная структура изделия. Наружные слои подошвы, прилегаю

щие к пуансону, монолитные, а внутренние, в объеме из

делия, пористые. Образование интегральной структуры объясняется тем, что при соприкосновении расплава с холодной поверхностью пресс-формы резко снижается температура полимера и полистирольная фаза переходит из вязкотекучего состояния в стеклообразное, а выделяю

щиеся газы оказываются заключенными в замкнутом про

странстве. В отличие от пористых изделий из резины твер

дость и истираемость ТЭП не зависят от плотности благо

даря наличию монолитного наружного слоя.



Из табл. 1.3 видно, что по прочности ТЭП не уступают вулка

низованному каучуку. Они отличаются также хорошей морозостойкостью.

Однако недостатком ТЭП является их низкая теплостойкость: уже при температурах выше 50 °С происходит размягчение доменов: с ослаблением их функций как соединительных узлов; прочность материала при этом снижается. В зависимости от соотношения в ТЭП гомополимеров значи

тельно изменяются их свойства.

Так, с увеличением содержания жестких блоков полистирола с 15 до 80 % прочность при растяже

нии сначала возрастает, достигая максимума при 30 %, а затем уменьшается. Происходит как бы переход от недовулканизованного каучука (15% стирола) к ТЭП (20...40% стирола) и, наконец, к термопластичному полимеру (60...80% стирола). Поэтому для изготовления подошв применяются ТЭП с содержанием стирола 30%. Кроме соотношения гомополимеров большое влияние на свой

ства ТЭП оказывает молекулярная масса блоков, в первую очередь эластомерного. Наилучший комплекс показателей обеспечивается при молекулярной массе блоков полистирола 7... 15 тыс. и эластомерных блоков 20... 80 тыс. Вид гомополимера жестких термопластичных блоков также вли

яет на комплекс свойств ТЭП. Так, отмечены более высокая проч

ность и термостойкость дивинилметилстирольных ТЭП по сравне

нию с дивинилстирольными и изопренстирольными.

Для изготовления подошв чаще всего применяют ТЭП, у кото

рых в качестве жестких блоков (А) используют полистирол, полиметилстирол, а в качестве эластичных — полибутадиен, полиизо

прен. В зависимости от условий полимеризации могут быть получе

ны линейные термоэластопласты или с разветвленной структурой. Соответственно бутадиен-стирольные ТЭП типа ABA выпускают

ся под маркой ДСТ (дивинилстирольный термоэластопласт); циф

ра указывает на содержание жестких стирольных блоков. Так, бло

ки ДСТ-30 и ДСТ-50 означают, что это дивинилстирольные тер

моэластопласты, которые содержат соответственно в своем соста

ве 30 и 50 % стирола. За рубежом широкое применение получил аналогичный термоэластопласт под названием «Карифлекс ТР» (фирма «Шелл»). Изопренстирольные ТЭП выпускают под маркой ИСТ с цифровым обозначением содержания стирола; например, в ИСТ-30 содержание стирола 30 %. Изопренстироль

ные ТЭП при высоких и пониженных температурах под

вергаются большей деструкции, чем ДСТ-30. Дивинил

метилстирольные ТЭП более температуростойки. Диметилстирольные ТЭП марки ДМСТ-30 означают, что содержание 

диметилстирола 30%. При образовании разветвленных структур в марке ТЭП появляется буква Р (ДСТР-30, ДМСТР-30).

Важным преимуществом ТЭП является отсутствие усадки при литье, так как формирование пористой струк

туры происходит при температуре, превышающей темпера

туру текучести полимера. По сопротивлению истиранию ТЭП значительно превосходят многие подошвенные материалы. Это качество, а также их исклю

чительная морозостойкость, легкость переработки сделали их ос

новными материалами для подошв зимней обуви. Однако недоста

точная температуростойкость ТЭП (даже при относительно неболь

шом повышении температуры) требует особо тщательного подхо

да к выбору состава литьевых композиций. В состав литьевых сме

сей на основе ТЭП входят следующие ингредиенты: термоэластопласт, вторичный термоэластопласт, полимерные добавки, наполнители, мягчители (пластификаторы), пигменты (красящие вещества), стабилизаторы и порообразователи.

Таблица 1.4 - Состав литьевой композиции на основе ТЭП для низа спортивной обуви

Ингредиент

Назначение ингредиента


Количество, мае. ч.

ДСТ-30

Термоэластопласт

100

Вторичный ТЭП

»

5

Полистирол ПСЭ-1

Полимерная добавка

5

Мел

Наполнитель

10

Каолин

»

10

Вазелиновое масло

Мягчитель

20

Оксид титана

Белый пигмент

1,5

Продукт НГ-2246

Стабилизатор

1,0

ПорофорЧХЗ-21

Порообразователь

0,5

Вторичный ТЭП. Важной особенностью ТЭП является возмож

ность многократной переработки, что позволяет организовать без

отходное производство. Все отходы (литники, выпрессовки и др.) можно обработать на вальцах в диапазоне температур 70... 130°С, так как при более низкой температуре отходы ТЭП не собирают

ся в шкурку, а при более высокой залипают на валках. Оптималь

ный режим вальцевания: температура 110°С, продолжительность 17... 10 мин. Вальцевание при температурах выше 130 °С приводит к снижению прочности вторичного ТЭП вследствие термоокисльтельной деструкции.

Для повышения термостабильности ТЭП, подвергаемых повтор

ным обработкам, в них добавляют различные антиоксиданты (ан

тиокислители), такие, как отечественные про

дукты НГ-2246 или ТБ-3 (0,77...0,98 % на ТЭП). Испытания показали, что двух-трех-кратная переработка отходов ТЭП, заправленных антиоксидантами, при вышеуказанных режимах практически не влияет на ос

новные физико-механические свойства ТЭП. Дальнейшее увели

чение числа циклов обработки приводит уже к значительному сни

жению свойств ТЭП.

Полимерные добавки. Двухфазность ТЭП позволяет варьировать «свойства литьевых смесей за счет различных модифицирующих добавок, обладающих преимущественным сродством к тому или иному блоку. Для улучшения текучести литьевых смесей и твердости изделий в смеси на основе дивинилстирольных ТЭП вводят полистирол, имеющий сродство к полистирольным блокам термоэластопласта. Причем введение полистирола до 20 % (от массы ТЭП) практи

чески не отражается на прочностных свойствах изделий.

Различают полистирол эмульсионной и суспензионной поли

меризации (в их марках указывают буквы Э и С). Для переработки методом литья под давлением обычно используют полистирол эмульсионной полимеризации, причем желательно с молекуляр

ной массой, близкой к молекулярной массе полистирольных блоков.

Термоэластопласты хорошо совмещаются и с другими полиме

рами: полиэтиленом, сополимером ЭВА, ПВХ. С термопластами они совмещаются в соотношении 100:35 мас. ч. При более высоком содержании термопласта совмещения не происходит. Введение ПВХ в литьевые ТЭП-смеси снижает их вязкость, улучшает текучесть, а детали низа обуви приобретают глянцевую поверхность.

Наполнители. Для снижения стоимости ТЭП-смесей вводят на

полнители, но в небольших количествах. При этом стараются применять грубодисперсные наполнители, такие, как мел и каолин, которые позволяют сохранить прочностные свойства достаточно высокими. Применение мелкодисперсных наполнителей вроде сажи (технического углерода) нежелательно, так как приводит к замет

ному понижению прочностных свойств. Некоторые наполнители придают особые свойства подошвам из ТЭП. Так, мел обеспечивает лучшую формуемость изделий и снижает их усадку после литья; каолин способствует их лучшей окрашиваемости. Добавление небольшого количества оксида крем

ния создает эффект имитации каучуковых подошв из натурально

го каучука.

Мягчители (пластификаторы). Как и в резиновых, в литьевых ТЭП-смесях для облегчения их переработки и повышения текуче

сти используют мягчители (пластификаторы). При 

этом надо иметь в виду, что мягчители даже в небольших количествах значительно снижают прочностные свойства смесей, особенно в тех случаях, когда они распределяются на поверхности полистирольных доме

нов. Поэтому дозировка мягчителей должна быть незначительной и оптимальной, обеспечивающей облегчение переработки ТЭП-смесей, но не понижающей заметно их свойств. Из мягчителей используется вазелиновое масло, а также мяг

чители нафтенового и ароматических рядов (нафтеновое масло и др).

Стабилизаторы. Термоэластопласты недостаточно стабильны при воздействии тепла и атмосферных факторов, в том числе озона, что в первую очередь связано с высокой непредельностью элас

тичных блоков (бутадиеновых и изопреновых). Поэтому в ТЭП-смеси вводят различные стабилизаторы: антиоксиданты (ионол, продукты НГ-2246 и ТБ-3); светостабилизаторы (производные бензтриазола, тинувин Р); антиозонаты (дибутилтиомочевина, дибутилтиокарбонат никеля). Эффективно также введение добавок озоностойких полимеров (полиэтилена, этиленпропиленового каучу

ка, сополимера ЭВА). Стабилизаторы препятствуют деструкции по двойным связям полибутадиеновых эластичных блоков термоэластопластов.

Порообразователи. Для получения облегченных пористых подошв в ТЭП-смеси вводят порообразователи, например отечественный порофор ЧХЗ-21 (азодикарбонамид). Порообразователь вводят в маточную смесь в конце процесса смешения. Причем температура при смешении не должна превышать 160 °С во избежание прежде

временного разложения порообразователя. Литьевая смесь, нагре

тая до 200 °С, впрыскивается в пресс-форму, где порофор ЧХЗ-21 разлагается с выделением большого количества газа (азота). Об

разуются газовые пузырьки, фиксирующиеся при охлаждении из

делий. Плотность пористых подошв уменьшается при повышении ско

рости заполнения формы, в результате смесь не успевает охла

диться и происходит резкое увеличение объема газов. Монолит

ный наружный слой смеси, образующийся при ее контакте с хо

лодными стенками формы, способствует удержанию газа в систе

ме и формированию мелкоячеистой структуры пор, средний диа

метр которых составляет около 100 мкм (в резинах 100... 300 мкм). Повышение температуры пресс-формы до 40... 60 °С приводит к |уменьшению толщины монолитного наружного слоя и снижению плотности низа обуви. Дальнейшее повышение температуры тре

бует длительного охлаждения. Остатки разложившегося порообразо

вателя ЧХЗ-21 параллельно с порообразованием сшивают частич

но термоэластопласт ДСТ-30 по месту двойных связей полибутадиеновых эластичных блоков, что повышает термостабильность и прочность изделий. В результате порообразования 

подошвы имеют плотность 0,8...0,9 г/см3.

При изготовлении обуви в настоящее время используют два литьевых метода: прямое литье низа обуви и литье цельнополимерной обуви. Причем прямое литье низа обуви позволяет изго

тавливать обувь с помощью двух методов крепления: литьевого (с затяжной заготовкой) и строчечно-литьевого (с беззатяжной за

готовкой). Перед гранулированием ТЭП обрабатывают на валь

цах при температуре 70—130 °С, так как при более низ

кой температуре блок-сополимер не собирается в шкурку, крошится, а при более высокой налипает на валках. Оп

тимальная температура вальцевания 110°С в течение 7— 10 мин.

Процесс пластикации композиции на основе термопластов в литьевых машинах со шнековым инжекционным узлом осуществляется в результате как теплопе

редачи от внешних источников тепла, так и выделения тепла трения перерабатываемого материала в витке винта за счет сдвиговых усилий. Интенсивное перемешивание материала поз

воляет значительно выравнить температуру в объеме материала, подготовленного для впрыска в пресс-форму. Температурный режим обработки в пластификационном ци

линдре выбирается таким образом, чтобы перерабатываемый материал при подходе к зоне впрыска имел по возможности меньшую вязкость при условии отсутствия термодеструкции. В пластикационном цилиндре термопласты нагреваются до температуры 170—200 °С: (особотермостабильные даже выше); затем в пресс-форме после ее заполнения охлаждаются до тем

пературы 20—40 °С для фиксации приданной формы.

Важной особенностью ТЭП является возможность многократной переработки, что позволяет организовать безотходное производство. Использование изношенного низа обуви в качестве вторичного сырья экономит при

родные ресурсы.



2. Клеи-расплавы на основе полиамидов. Торговые марки. Свойства, область и технология применения.

Полиамидные клеи-расплавы изготавливают на основе линейных полиамидов, имеющих в полимерной цепи сильнополярные амидные связи

•••—NH—С—•••

обеспечивающие высокую адгезию к обувным и кожгалантерейными материалам.

В последнее время широко применяются клеи – расплавы на основе низкомолекулярных полиамидов (олигоамидов) молекулярной массой 2000—6000, получаемые в результате реакции поликонденсации димеризованных кислот растительных масел с диаминами. Линейные полиамиды для клеев-расплавов получают путем по

ликонденсации дикарбоновых кислот и диаминов:

H2N-R-NH2 + HOOC-R'-COOH (-HN-R-NHOC-R'-CO-)

Диамин дикарбоновая кислота полиамид

В качестве дикарбоновых кислот используют в данном случае димеризованные кислоты растительных масел, а в качестве диа

минов — этилендиамин, ароматические диамины. Комбинируя раз

личные диамины и дикарбоновые кислоты, можно получить по

лиамидные клеи-расплавы с разнообразными свойствами. Температура плавления полиамидных клеев-расплавов в ос

новном зависит от исходных компонентов, участвующих в ре

акции получения полиамида. Клеи – расплавы можно разделить на две группы по температуре плавления: к первой группе относятся клеи с температурой плавления от 100 – 120°С, а к второй группе от 150 - 180°С. При использовании алифатиче

ских диаминов, например, этилендиамина получают клеи-рас

плавы, которые относятся к первой группе, с температурой плавления 100—120 °С.

В настоящее время используют клеи-расплавы зарубежного производства, например, немецкого или французского. Примерами клеев с температурой плавления 100-120 °С являются клеи следующих марок: клей № 521, (производство Франция), с температурой плавления 105°С, клей № 2064 с температурой плавления 120°С, а также № 7274 с температурой плавления 110 -120°С (производство Германия). Клеи-расплавы с температурой размягчения 100—120 °С применяют для затяжки геленочной части заго

товок верха обуви на машинах типа ЗКГ-О, 66-А, для загибки краев деталей верха обуви на машинах типа ЗКД-0 и для окантовывания стелек на машинах типа RP-66 фир

мы «Са

гитта» (Италия). Для обтяжки и клеевой затяжки носочно-пучковой части заготовки верха обуви на машинах фирм «Свит» (Чехия) и «Анвер» (Англия) применяет клеи-расплавы марок 622 и 1860. Для затяжки геленочной части заготовки верха обуви на машинах типа ЗКГ (Россия), фирм «Шен» (ФРГ), «Саджитта» (Италия), загибки краев деталей верха обуви используют клеи-расплавы марок 69Т, 70Т (Россия), 2064, 9093 и 7274 (ФРГ), 521 (Франция) и др. Полиамидные клеи применяют для клеевой затяжки носочно-пучковой и геленочной частей, окантовки затяжных стелек, дублирования заготовок с напылением их на подкладку и др.; клеи-расплавы с температурой размягчения 150—160 °С используют для клеевой затяжки носочно-пучковой части заготовок верха обуви на машинах типа 02160 фирмы «Свит» (ЧР) и для затяжки пяточной части заготовок верха обуви на машинах 406 фирмы «Анвер» (Франция). Клеи-расплавы с температурой размягчения 100—120 °С применяют для затяжки геленочной части заготовок верха обуви на машинах типа ЗКГ-0, для загибки краев деталей верха обуви на машинах типа ЗК.Д-0 и для окантовывания стелек на машинах типа КР-66 фирмы «Сагитта» (Италия).

Нужно отметить и еще одно важное направление применения полиамидных клеев-расплавов: их используют для изготовления термоклеевых подкладочных материалов с точечным нанесением клея-расплава. Подобные подкладочные и межподкладочные ткани соединяют с деталями верха изделий из кожи методом горячего дублирования на прессах типа ДВ-О. Процесс дублирования в этом случае является очень производительным в результате исключения предварительного нанесения клея и его сушки. Полиамидные клеи-расплавы, подобные «Термобонду 88» (фирма «Рин-), Италия; прутковый, температура плавления 137 °С), могут пользоваться для наплавления подносков на бахтармяную сто

ну союзок, что исключает применение специальных термопластичных материалов, а также их раскрой и обработку.

Известны поли

амидные клеи-расплавы с более высокой (150—160 °С) темпе

ратурой плавления, которые получают совмещая две полиамидные смолы с длительным их нагреванием. В обувном производстве применяются клеи следующих марок: клей № 622 (производство Франция), температура плавления 150-160°С, № 1860 (Германия), температура плавления 150-160°С. Клеи-расплавы с температурой раз

мягчения 150—160 °С используют для клеевой затяжки носочно-пучковой части загото

вок верха обуви на машинах типа 02160, 02165/Р1, 02200/ЕА-1 фирмы «Свит» (ЧССР) и для затяжки пяточной части заготовок верха обуви на машинах 406 фирмы «Анвер» (Франция).

При обтяжке и клеевой затяжке носочно-пучковой части заготовок верха обуви клей расплавляется в бачке машины при температуре 180—190 °С и автоматически наносится на носочно-пучковую часть стельки в момент затяжки. Затем затяжные пластины прессуют затяжную кромку, склеивая ее со стелькой. Температура затяжных пластин 60—120 СС. Давление носочного упора 0,3—0,5 МПа. Продолжитель

ность операции затяжки 6—10 сек.

При выполнении затяжки пяточной части обуви на машине типа 406 фирмы «Анвер» клеевая пленка на пяточной части стельки расплавляется при температуре 210 -220 °С с помощью нагревателя. Время расплавления 5-8 сек. После этого производится запрессовывание затяжной кромки, ее формование и склеивание со стелькой. Продолжительность выполнения операции 1,5 – 2 минуты. При затяжке геленочной части заготовок верха обуви клеи расплавляется в бачке машины при температуре 150—170 °С и автоматически подается из сопла на стельку, после чего затяжная кромка вращающимся валиком заглаживается и склеивается со стелькой.

При загибке краев деталей обуви клей расплавляется в бачке машины при температуре 130—150 °С и автоматически подается на кант детали для наклеивания укрепляющей тесьмы и загибки. Температура лапки и клеепровода поддерживается в пределах 130 – 160 °С.При выполнении операции окантовки стелек клей расплавляется в бачках машины при температуре 130 -150 °С и подается на стельку с двух сторон. Под действием прижимного усилия молоточков тесьма приклеивается к стельке. Температура лапок и клеепроводов поддерживается в пределах 130 -160 °С.

Положительными качествами полиамидных клеев-распла

вов для обуви являются сравнительно эластичная клеевая пленка и невысокая вязкость в расплавленном состоянии, а в ряде случаев, за исключением клеев для затяжки носочно-пучковой части заготовок, и невысокая температура плавления. Клеи-расплавы на основе низкомолекулярных полиами

дов поступают на обувные предприятия в виде прозрачных гранул прямоугольной или цилиндрической формы, крошки, цилиндров, брикетов, жгутов, от светло-желтого до светло-коричневого цвета.



Таблица 2.1 – Марки полиамидных клеев-расплавов

Марка

Показатели

Внешний вид

Температура размягчения, в пределах

№ 622 (Франция)

Прозрачные гранулы прямоугольной или цилиндрической формы от светло-желтого до светло-коричневого цвета.

150-160

№ 1860 (фирма ИЗАР-ХЕМИ, ФРГ)

Прозрачные гранулы прямоугольной или цилиндрической формы от светло-желтого до светло-коричневого цвета.

150 -160

№ 521 (Франция)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

100-110

№ 2064 (фирма ИЗАР-ХЕМИ, ФРГ)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

100-110

№ 7274 (фирма Бостик, ФРГ)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

110-120

№ 7288 (фирма Бостик, ФРГ)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

110-120

№ 9083 (фирма Тиволи Веерке, ФРГ)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

100-110

№ 9093 (фирма Тиволи Веерке, ФРГ)

Прозрачные гранулы, различной формы, крошка, цилиндры, брикеты от светло-желтого до светло-коричневого цвета

110-120

Be-be-Rod 101 (фирма Бостик, ФРГ0

Прозрачный жгут диаметром 3 мм светло-желтого цвета

100-110


Таблица 2.2 – Характеристика клеев-расплавов

Марка

Изготовитель

Химическое строение

Форма выпуска

Температура плавления, °С

Температура переработки,°С

Время схватывания,с

Область применения

Бостик Бе-бе-Род 101

Фирма «Бостик» (Англия, Германия)

Полиамид

Пруток

97-102

135-150

До 2

Загибка краев

деталей

ХЕ 2601

Фирма «Шеринг» (Германия)

Полиамид

Пруток

175-185

200-220

До 3

Затяжка верха обуви



Скачать файл (866.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru