Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Контрольная работа - По дисциплине Химическая технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи - файл n1.doc


Контрольная работа - По дисциплине Химическая технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи
скачать (647 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.doc647kb.24.12.2012 05:20скачать

Загрузка...

n1.doc

1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...

4. Отделочные операции в производстве искусственны кож и пленочных материалов. Цель и характеристика операции нанесения отделочной пленки
Отделочные операции

Отделочные операции, как правило, завершают сложный тех­нологический процесс изготовления различных полимерных ма­териалов. Совокупность такого рода операций, направленных на значительное улучшение органолептических, эстетических и тех­нологических свойств готовой продукции, называют отделкой. Отделке уделяется большое внимание, так как она в значительной мере определяет качество продукции.

В зависимости от вида композиционного полимерного матери­ала, в том числе и искусственных кож, и условий его эксплуатации проводят различные отделочные операции:

нанесение тонкой отделочной пленки на основной полимер­ный слой;

нанесение рисунка тиснения и печати;

придание лицевой или бахтармяной стороне замшевидности;

удаление выпрессовки или необработанных кромок и т. д.
Нанесение отделочной пленки

Нанесение отделочной пленки называют поверхностной отдел­кой и используют в основном для отделки мягких искусственных кож на тканой и нетканой основе, полимерных пленок, рулонных Материалов, пластин и т. п.

Тонкие отделочные пленки формируют преимущественно из ра­створов ПВХ (и его сополимеров), полиакрилатов, полиамидов, по­лиуретанов и других синтетических полимеров в органических ра­створителях и наносят путем полива, распыления (пульверизации), окунания или с помощью разнообразных валковых и ракельных ус­тройств. Формирование тонких отделочных пленок на полимерном субстрате можно проводить из безрастворных композиций: распла­вов, пластизолей ПВХ и полиакрилатов, мономер-олигомерных, олигомерных, полимер-олигомерных систем и т. д.

В промышленности поверхностную отделку широко применя­ют при производстве одежных, обувных, галантерейных, обивоч­ных и других видов мягких искусственных кож или иных типов рулонных материалов (например, обоев) на основе ПВХ, поли­амидов, полиуретанов, синтетических каучуков и некоторых дру­гих полимеров. При этом главной задачей отделки является зна­чительное улучшение внешнего вида, органолептических и техно­логических свойств готовой продукции, поскольку необходимый комплекс физико-химических и физико-механических свойств готовому изделию обеспечивает полимерный субстрат (основа).

Ниже в качестве примера приведены рецепты отделочных ком­позиций для винилискожи с блестящей (лаковой) и матовой по­верхностью.




Винилискожа с блестящей поверхностью мас. ч. на 100 мас.ч. ПВХ

Винилискожа сматовой поверхностью мас. ч. на 100 мас.ч. ПВХ

Полиметилметакрилат

200

150

ПВХ С-7059 М

100

100

Циклогексан

800

800

Этилацетат

1450

1450

Кремнеземный наполнитель аэросил

До 5

30


Каждый компонент рецепта покрытия несет определенную функциональную нагрузку, реализация которой осуществляется или в ходе нанесения композиции (например, растворители сни­жают вязкость отделочного лака), или в процессе эксплуатации готовой искусственной кожи. Так, смесь полиметилметакрилата с ПВХ в органических растворителях позволяет получать непре­рывную пленку с высокой органолептической оценкой и хоро­шими оптическими свойствами поверхности — теплой на ощупь, блеском или матовостью. Отделочная пленка должна быть прочно связана с полимерным субстратом (например, с лицевым ПВХ-слоем искусственной кожи) и препятствовать миграции пластификатора из основного полимерного слоя на поверхность гото­вого материала.

Аэросил, находящийся в избытке во втором рецепте, играет роль матирующего агента и, кроме того, увеличивает стойкость покрытия к вредным воздействиям внешней среды (например, к УФ-излучениям).

Для приготовления отделочных растворов (лаков) применяют реакционные аппараты (реакторы) в основном с вертикальным расположением перемешивающих устройств (лопастные, пропел­лерные, якорные, рамные и другие мешалки).

Нанесение отделочных композиций проводят на наносных ма­шинах проходного типа, которые называются печатно-отделочными агрегатами (рис. 10). Такие машины для печати и отделки могут иметь 1 – 6 и более наносных узлов (печатно-отделочных го­ловок).


Рис. 10. Схема печатно-отделочного агрегата с двумя наносными узлами:

1 – размоточное устройство; 2 – компенсатор; 3 – отделочный узел; 4 – термокамера; 5 – воздушная сопловая сушилка; 6 – печатный узел; 7 – охлаждающие барабаны; 8 – намоточ­ное устройство
5. Операция приготовления резиновых смесей. Методы смешения. Смешение периодическое и непрерывное. Факторы, определяющие эффективность процесса смешения. Контроль качества резиновых смесей.
Методы смешения. Главная цель смешения – получение одно­родной смеси, представляющей собой полимерную матрицу, в ко­торой равномерно распределены все остальные компоненты.

В основе процесса смешения лежит теория смешения, согласно которой приготовление многокомпонентных гетерогенных резиновых смесей осуществляется в основном в усло­виях диспергирующего смешения за счет высокой вязкости поли­мерной матрицы, определяющей возникновение напряжений сдвига, достаточных для диспергирования компонентов рецепта. Это сопровождается рядом механохимических, физико-химичес­ких и химических процессов, оказывающих влияние на реологи­ческие свойства смеси и сам процесс смешения. Диффузия мягчителей и их растворение в каучуках вызывают снижение вязкости смесей, благоприятное для обеспечения взаимораспределения по­рошкообразных компонентов, но нежелательное вследствие сни­жения напряжения сдвига, что может приводить к агломерации. Возможное повышение температуры смеси вследствие внутренне­го трения может вызвать необратимое увеличение ее вязкости вследствие протекания процессов преждевременной вулканиза­ции, а также расходование или разложение компонентов, обеспе­чивающих стабильность свойств (антистарители), структуру резин (порообразователи) и др. Поэтому режимы процесса получения резины с заданными свойствами, начинающегося в резиносмесителе и заканчивающегося на оборудовании основного производ­ства, выбирают с учетом взаимодействующих технологических факторов.

В зависимости от состава и реакционной способности смесей применяют одно- и двустадийное смешение в резиносмесителях различных конструкций, позволяющих варьировать параметры процессов, влияющих на качество смеси.

Одностадийное смешение применяется главным образом в производстве обувных резин и характеризуется тем, что все компоненты вводят в резиносмеситель в течение одного цикла смешения.

В связи с повышенным содержанием полимеров в рецептах обувных резин и снижением степени их наполнения равномерное распределение по объему смеси малых количеств ускорителей, ак­тиваторов, серы, порообразователей и пигментов затруднено. Вследствие интенсивного охлаждения после выгрузки предыду­щей порции смеси относительно холодные роторы медленно ра­зогревают полимеры, загруженные в смеситель, и их пластичность оказывается недостаточной для эффективного взаимораспределе­ния компонентов. И наоборот, к концу процесса смешения, когда желательно снижение температуры смеси, она быстро повышается вследствие тепловыделений, несмотря на интенсивное охлажде­ние смеси. Поэтому для интенсификации процесса одностадий­ного смешения в периодических резиносмесителях вначале вводят 2/з количества полимерной группы и все порошкообразные ком­поненты, кроме серы и порообразователей, благодаря чему проис­ходит быстрый разогрев смеси и эффективное взаимораспределе­ние компонентов. Затем вводят оставшуюся 1/3 часть полимерной группы, порообразователи и серу в виде загущенных паст, что приводит к снижению и стабилизации температуры смеси перед выгрузкой из резиносмесителя.

Одностадийное смешение наиболее экономично и применяет­ся для смесей, стойких к преждевременной вулканизации и не содержащих жесткоцепных полимеров, совмещение которых с кау­чуком требует высокой температуры, превышающей допустимую для данного метода 110 – 115° С. Использование резиносмесителей РС-250-20 и РС-250-30 с четырехлопастными роторами связано с большими тепловыделениями, для отвода которых необходимо интенсивное охлаждение рабочей камеры и роторов. Применение откидной дверцы нижнего затвора сокращает время выгрузки сме­си (что особенно важно при автоматическом дозировании), ис­ключает возможность появления выпрессовок смеси через не­плотности нижнего затвора и требует применения специальных приемных устройств, так как листовальные вальцы не могут при­нять всю смесь.

Двустадийное смешение применяют в производстве обувных резин, рецепт которых включает термопластичные и термореак­тивные полимеры, а также при переработке смесей, склонных к преждевременной вулканизации. Смешение происходит в две стадии:

первая стадия – подготовка маточных смесей при высокой температуре (маточная смесь включает каучуки, полимеры и другие компоненты, кроме серы, ускорителей и порообразователей, которые могут разложиться в этих условиях);

вторая стадия – введение в маточную смесь серы, порообразо­вателей и других агентов при низкой температуре.

Эффективность применения полимеров зависит от их взаимораспределения с каучуком и другими компонентами, что во мно­гом определяется температурой смешения. Термопласты, облада­ющие большей энергией когезии по сравнению с каучуками, склонны к переходу в дисперсную фазу, что реализуется при тем­пературе смешения, превышающей температуру плавления термо­пласта. Образование прочного межфазного (переходного) слоя в таких системах, как, например каучук СКМС-30 РП и полистирол при температуре смешения 140 – 160° С, приводит к ориентации частиц полистирола, что способствует перераспределению нагруз­ки в вершине растущей трещины и к упрочнению системы. В слу­чае инверсии фаз (каучук – дисперсная фаза, полистирол – дис­персионная среда) резко увеличивается жесткость систем и ухуд­шаются технологические и эксплуатационные свойства резин. Вследствие высокой реакционной способности фенольных олигомеров при переходе их из резола в резит эффективность усиления каучуков обеспечивается проведением процесса отверждения олигомера в среде каучука.

Процесс усиления каучуков через стадию «термореактивных маточных смесей» осуществляют в резиносмесителе, в котором за счет тепловыделений при смешении происходит отверждение смолы в каучуковой матрице и «прививка» макрорадикалов каучу­ка на поверхности части смолы с образованием редких химичес­ких связей, упрочняющих межфазный слой и повышающих проч­ность системы в целом. Совмещение каучуков с олигомерами про­водят при температуре 130 – 160° С, с твердыми порошкообразны­ми наполнителями и другими компонентами обычных смесей – при температуре 110 – 140° С в скоростных резиносмесителях, на­пример РС-250-40. После окончания первой стадии смешения смеси выгружают из резиносмесителей на листовальные вальцы с последующими охлаждением и взвешиванием перед загрузкой смесителя для проведения второй стадии смешения.

Вторую стадию смешения обычно проводят при температуре не выше 100 °С в тихоходных резиносмесителях, например типа РС-250-20, чтобы избежать подвулканизации смесей при введении серы и ускорителей или преждевременного разложения поро­образователей. Недостатками двустадийного смешения являются большая продолжительность процесса и его трудоемкость, применение ручного взвешивания на второй стадии смешения, необходимость организации запаса маточных смесей и другие, которые можно в значительной мере устранить предварительной грануляцией ма­точных смесей.



Рис. 11. Схема гранулирования маточных смесей и подачи гранул спиральным виброконвейером на вторую стадию смешения (пояснения см. в тексте)
Эффективным способом транспортирования гранул является их вертикальное перемещение с помощью виброконвейера (рис. 11), эксплуатационная надежность которого выше, чем других транс­портирующих устройств вследствие отсутствия в нем трущихся де­талей. Маточная резиновая смесь после первой стадии смешения в резиносмесителе 1 поступает в гранулятор 2, на выходе из грану­лирующей головки которого получающиеся гранулы охлаждаются суспензией антиадгезива, предотвращающей их слипание. Далее гранулы поступают непосредственно в вертикальный виброкон­вейер 3, в котором они по мере продвижения вверх охлаждаются и сушатся мощным потоком воздуха. Гранулы выгружаются в рас­ходный бункер 4, откуда питателем 5 подаются в порционный ав­томатический дозатор 6 и далее по конвейеру 7 в загрузочную во­ронку тихоходного (вторая стадия) резиносмесителя 8. По завер­шении второй стадии смешения смесь выгружают на приемное ус­тройство, чаще ленточного типа, после чего ее в два приема вводят на листовальные вальцы 9.

Для сушки, охлаждения и хранения гранул маточных смесей применяют также вращающиеся барабаны 9 такой же конструк­ции, как и для гранул каучуков.

Факторы, определяющие эффективность смешения. На процесс смешения в резиносмесителях оказывают влия­ние следующие факторы: степень заполнения рабочей камеры (масса навески), порядок загрузки компонентов, продолжительность и температура смешения, давление верхнего затвора, часто­та вращения и форма ротора резиносмесителя.

Степень заполнения рабочей камеры обычно составляет 0,5 – 0,6 полного объема камеры. Она должна быть оптимальной для каждой смеси, чтобы гребни роторов не создавали избыточных потоков материала, не прошедшего через зазоры. При избытке смеси часть ее выталкивается гребнями роторов из зоны смешения в загрузочное окно, что возможно также и при недостаточном дав­лении верхнего затвора.

При недостатке смеси интенсивность смешения резко падает вследствие уменьшения давления в рабочей камере и прокручива­ния роторов вхолостую; верхний затвор при этом неподвижен и не выполняет основной функции – заталкивания смеси в зазор меж­ду роторами.

Продолжительность смешения отдельных компонентов и сме­си в целом предопределена порядком введения их в смесительную камеру и длительностью перемешивания при закрытом верхнем затворе (последняя составляет при передовых методах смешения около 85 % общей продолжительности смешения), поэтому ком­поненты вводят большими группами за минимальное время. Ка­чество смеси оценивают по необходимой однородности и опти­мальной пластичности смеси, которая определяет производитель­ность оборудования для формования и вулканизации.

Температура смешения является важным фактором при смеше­нии термореактивных резиновых смесей. Почти вся энергия, за­траченная на смешение, трансформируется в теплоту, и температу­ра смеси непрерывно увеличивается начиная от 50 – 60° С в мо­мент загрузки каучуков до 100 – 110° С к концу процесса, достигая 150 – 160 С в случае приготовления маточных смесей. Повышение температуры способствует взаимораспределению компонентов вследствие возрастания пластической составляющей деформации сдвига. Однако это возможно до того момента, пока не начинает происходить необратимое увеличение вязкости в результате подвулканизации. Каждой смеси соответствует определенная темпе­ратура, достижение которой означает конец процесса смешения. Процесс заканчивают иногда по достижении не заданной продол­жительности смешения, а определенной температуры смеси.

Давление верхнего затвора оказывает существенное влияние на процесс смешения, который может проходить при «плавающем» верхнем затворе (создание минимального давления за счет массы затвора целесообразно при введении компонентов, склонных к комкованию). Повышенное давление в начале смешения способ­ствует быстрому увеличению температуры и пластичности каучу­ков, подготовке их к смешению с порошкообразными компонен­тами. Последнее требует большого давления в камере смесителя, которое обеспечивается оптимальным заполнением камеры и дав­лением сжатого воздуха в пневмосистеме верхнего затвора, доста­точным для надежного запирания загрузочного окна резиносмесителя.

Частота вращения и форма роторов во многом определяют сум­марную деформацию сдвига и напряжения в рабочих зазорах смесителя. Применение четырехлопастных роторов вместо двух­лопастных позволяет увеличить производительность смесителей примерно на 20 % и снизить удельный расход энергии при сме­шении на 5 – 10 %. В скоростных резиносмесителях РС-250-40 стенки рабочей камеры и поверхности роторов упрочнены, что уменьшает износ рабочих поверхностей, а также снижает затраты на ремонт оборудования и позволяет повысить среднее давление, пропорциональное напряжению сдвига в рабочих зазорах резиносмесителя.

Совершенствование смешения. Недостатками смешения в перио­дических смесителях являются трудность обеспечения одинако­вых параметров смешения во всем объеме смеси, а также циклич­ность процесса, которые можно устранить применением непре­рывных смесителей различного типа, снабженных гранулирующи­ми, фильтрующими или листовальными головками, что позволяет легко встраивать их в непрерывные поточные линии производства обувных резин.

В резиносмесителях непрерывного действия возможны гибкое регулирование смешения путем изменения скорости конвейера-питателя, влияющей на степень заполнения рабочих зазоров сме­сителя; частоты вращения роторов, от которой зависят производи­тельность смесителя, общая деформация и напряжение сдвига, тепловой баланс смесителя; сечения разгрузочной части и тем са­мым противодавления, развиваемого вследствие наличия обратно­го потока смеси.

Однако система непрерывного смешения целесообразна при стабильном и узком ассортименте резин, она менее мобильна, чем обычные системы, и в условиях замены сырья требует больших затрат времени на переналадку процесса; уязвимым звеном ее яв­ляется работа непрерывных дозаторов в заданных пределах точно­сти взвешивания. Поэтому более перспективной является новая технология смешения, основанная на приготовлении порошкообразных композиций порошкового или измельченного каучуков с остальными компонентами в вихревых, плунжерных и планетарно-шнековых смесителях. Это обеспечивает взаимораспределение компонентов (первая стадия) с последующей доработкой смесей и диспергированием компонентов в непрерывных смесителях или шприц-машинах с удлиненными шнеками (вторая стадия).

При использовании обычных каучуков в виде брикетов смеше­ние проводят по схеме, приведенной на рис. 12.

Вначале каучуки измельчают с одновременным опудриванием гранул порошкообразными компонентами смеси, а потом вместе с другими компонентами последовательно дозируют через общий дозатор полуавтоматического типа в смеситель, где осуществляют простое недиспергирующее смешение (первая стадия). Затем по­рошковую смесь направляют либо в бункер-хранилище для обес­печения запаса смесей заданного состава, либо в расходный бун­кер с питателем или дозатором непрерывного действия. Отсюда смесь плотностью 450 – 550 кг/м3 направляется в компактор шнекового типа, сжимается до плотности обычной смеси и в виде не­прерывной ленты поступает на вторую стадию смешения в непре­рывном смесителе.


Рис. 12. Блок-схема подготовки и смешения резиновых смесей
При такой схеме смешения снижаются потребности в основ­ном и дополнительном оборудовании для дозирования, транспор­тирования и смешения. При среднем размере частиц каучука око­ло 3 мм близкие результаты получают с частицами диаметром от 0,8 до 5,5 мм. Благодаря также резкому снижению энергозатрат при смешении в 2 - 4 раза снижается стоимость резиновых смесей. За счет уменьшения продолжительности второй стадии смешения в резиносмесителях (одно- и двухчервячных) смешение заканчи­вают при температуре, не достигающей критической (105 °С). При совмещении процессов смешения и формования на одном оборудовании образующиеся вулканизаты по свойствам не уступа­ют тем, которые получают из смесей двустадийного приготовле­ния. При этом удачно сочетаются преимущества непрерывного смешения и эффективного полуавтоматического централизован­ного обновления ассортимента резин.

Режим смешения контролируют с помощью управляющей ЭВМ (полностью автоматизированная система управления) или командных электропневматических приборов (полуавтоматизиро­ванная система управления): датчиков давления и температуры, регистрирующих и записывающих давление сжатого воздуха в пневмосистеме верхнего затвора и смесительной камере, темпера­туру охлаждающей воды. О завершенности смешения судят не только по времени вращения роторов при закрытом верхнем зат­воре или температуре смеси, но и по количеству энергии, затра­ченной на смешение одной порции смеси: по достижении задан­ного предела энергии, затраченной на смешение, ваттметр (дат­чик) посылает сигнал для включения механизма разгрузки. Сила тока, потребляемого электродвигателем, позволяет судить об из­менении пластичности смеси в ходе смешения и начинающейся подвулканизации или других явлениях, что позволяет своевремен­но принимать оперативные решения по устранению отклонения режима от заданного.

Качество резиновых смесей оценивают показателями, характе­ризующими точность дозирования и соответствие данного состава смеси рецепту (по плотности), формуемость (по пластичности), однородность (по внешнему виду, по кольцевому модулю), стой­кость к подвулканизации (по времени подвулканизации, опреде­ляемому по изменению вязкости смеси по Муни), соответствие стандартам (по комплексу показателей физико-механических свойств вулканизатов) и т.п.

Заключительной операцией смешения является рафинирова­ние (очистка) резиновых смесей с целью повышения однороднос­ти и дополнительного диспергирования частиц серы, порообразователей и других компонентов, определяющих равномерность по­ристости, цвета и прочих свойств пористых резин. При этом ис­пользуют быстрое охлаждение резиновых смесей после резиносмесителя и листовальных вальцов – смесь в виде ленты толщиной 1 – 1,2 мм подают на рифайнер-вальцы по ленточному конвейеру внутри трубы, по которой навстречу резиновой смеси вентилятором нагнетают холодный воздух, что позволяет снизить температуру смеси со 115 – 120 до 50 – 60° С.

Рафинирование проводят на рифайнер-вальцах, которые от обычных вальцев отличаются большой фрикцией (1:2,4 вместо 1:1,15), что наряду с низкой (50 – 60° С) температурой и небольшим зазором обеспечивает значительные напряжения сдвига, не­ обходимые для диспергирования тех относительно крупных час­тиц компонентов, которые могут стать причиной структурной неоднородности резин. Аппаратурное оформление последующих операций технологического процесса определяется выпускной формой резин (лента, пластины или формованные детали), мето­дом вулканизации (литьевой, прессовой) и особенностями вулка­низационного оборудования. Общая схема формования и вулка­низации резиновых смесей приведена на рис. 13 и подробно рас­смотрена ниже.




Рис. 13. Схема формования резиновых смесей и вулканизации резин прессованием и литьем под давлением:

1 – резиносмеситель; 2 – ленточный конвейер для подачи кусков резиновой смеси; 3 – листовальные вальцы; 4 – ленточный закрытый конвейер для охлаждения резиновой смеси перед рафинированием; 5 – вальцы для рафинирования, разогрева, питания резиновой смесью каландрового оборудования; 6 – каландр; 7 – шприц-машина для калибрования резиновых сме­сей в виде ленты или предформователь червячно-плунжерного типа для получения заготовок; 8 – прессавтомат для вырубки заготовок; 9 – люлька подвесного конвейера для подачи заго­товок на вулканизацию; 10 – автомат-контролер массы заготовок для пластин, вулканизуемых в блоках; 11 – карусельный пресс для вулканизации формованных деталей; 12 – прессоточка с выдвижной пресс-формой; 13 – манипулятор для снятия вулканизованных деталей; 14 – контейнер для сбора и транспортирования деталей; 15 – ротационный барабанный пресс для непрерывной вулканизации резиновой ленты; 16 – вулканизационный этажный пресс; 17 – выдвижная пресс-форма кассетного типа; 18 – бункер запаса гранулированной резиновой смеси; 19 – червячно-плунжерный пресс для литья резиновых смесей под давлением; 20 – прессоточка карусельного вулканизационного пресса; 21 – дисковый гранулягор; 22 – рулон резиновой смеси; пунктиром показан возврат перфорированной ленты на вальцы 5
Контрольная работа №3
1. Технологи получения обувного картона с использованием «волокна сухого»
При производстве картонов с использованием волокна, помол которого производится в водной среде, на получение 1 т картона расходуется от 300 до 800 м3 воды. Для сокращения потребления воды на производство картонов используют волокно, помол кото­рого производится в воздушной среде, т. е. волокно «сухого» по­мола. Блок-схема такого процесса представлена на рис. 14.

Волокна «сухого» помола можно получать двумя способами. Это либо обводнение в гидропульперах или специальных устрой­ствах, что позволяет снизить жесткость картонов, либо формова­ние картона по методу технологии нетканых материалов («сухой» картон) с последующей пропиткой сформированного холста ла­тексом или цементированием его термопластичным волокном, введенным в волокнистую композицию.

Для получения «сухого» картона можно использовать компози­цию, состоящую из 40 мае. ч. кожевенных волокон, 20 мае. ч. вис­козных волокон и 40 мае. ч. полиэтиленовых волокон. Полиэтиле­новое волокно является термоплавким и при тепловой обработке подплавляется и скрепляет отдельные волоконца, придавая холсту прочность при сохранении достаточно высокой пористости.

Вместо полиэтиленовых волокон можно использовать любое термоусадочное волокно, например ПВХ. В последнем случае смесь волокон может содержать 25 % вискозных, 25 % ПВХ и 50 % кожевенных волокон. Вискозное волокно добавляют в компози­цию для улучшения физико-механических свойств картона.

После размола кожевенных волокон и разрыхления химичес­ких волокон их дозируют и смешивают на щипально-замасливаю-щей машине, затем формируют холст на холстообразующей ма­шине и подвергают иглопрокалыванию (плотность прокалывания около 360 проколов на 1 см2). При иглопрокалывании происходит свойлачивание волокон и упрочнение холста. Эти операции завер­шаются в термоусадочной камере при температуре от 100 до 130 °С в зависимости от вида термоусадочного волокна в течение 1,5 мин. После термокамеры картон уплотняется на валках и приобретает гладкую поверхность и равномерную толщину. Такой картон об­ладает улучшенными гигиеническими свойствами. Достоинствами этого способа получения картонов являются уменьшение трудо­емкости, снижение энергозатрат, возможность передачи волокна пневмотранспортом, легкость дозировки и т. п.

По другому способу отходы натуральных кож «сухого» помола смешивают с химическими волокнами и порошкообразным тер­мопластичным полимером с последующим формованием листа и его прессованием при повышенной температуре. При использова­нии волокна «сухого» помола в рецепте картонов «мокрого» помо­ла можно снизить длину мокрой части длинносеточной машины, так как волокно «сухого» помола легче отдает влагу вследствие его уменьшенной поверхностной гидрофильное™ (около 500 вместо 1000 после ролла).



Рис. 14. Блок-схема производства картона с использованием волокон сухого метода размола

2. Основные компоненты рецептов материалов для низа обуви, получаемых литьем термоэластопластов. Назначение каждого компонента
Основные недостатки производства обувных резин - многокомпонентность их рецептов, необходимость использования тя­желого прессового оборудования, большое число переходов по технологическим операциям и наличие стадии вулканизации, большое количество невозвратных (т. е. трудно поддающихся утилизации) отходов за счет выпрессовки, выштамповки и т. п. при вырубке деталей низа обуви и другие – постоянно заставля­ли исследователей искать альтернативные пути получения такого вида материалов и новых полимерных композиций для их изго­товления.

Достоинством термоэластопластов (ТЭП) является возмож­ность целенаправленного структурообразования на более ранней стадии формирования полимерной системы путем регулирования состава, строения и соотношения жесткого и эластичного блоков, входящих в состав макромолекул этих двухфазных систем.

Рецепты смесей

Двухфазность ТЭП позволяет варьировать их деформационные и прочностные свойства в широких пределах, используя модифи­цирующие добавки, обладающие преимущественным сродством к одному или другому блоку.

Для улучшения текучести композиций и твердости изделий в смеси вводят полистирол в дозировках, исключающих появление морщинистости и утрату эластичности изделий, а также отходы производства полиуретановых подошв (5 – 10 %).

Наполнители в небольшом количестве вводят в смесь для сни­жения ее стоимости.

Мягчители даже в небольших количествах значительно ухудша­ют прочностные свойства смесей, особенно в тех случаях, когда они распределяются на поверхности полистирольных доменов, уменьшая их взаимодействия между собой, при этом значительно улучшаются литьевые свойства композиций, снижается плотность изделий и уменьшается вероятность процессов механодеструкции и окисления при литье. Это учитывают, применяя мягчители на­фтенового и ароматического рядов.

Стабилизаторы вводят в композиции с целью предотвращения окисления ТЭП за счет деструкции по двойным связям полибута­диенового блока и старения полистирольного блока. Для защиты от ультрафиолетовых лучей вводят технический углерод, диоксид титана, дигидрооксибензофенон и др. Сопротивление озону по­вышают введением сополимера этилена с винил ацетатом, умень­шающего также влияние температуры на вязкость расплава. Чаще применяют ароматические производные, широко используемые в производстве пластмасс.

Выбор природы и дозировки порообразователя во многом оп­ределяет эффективность метода получения пористых формованных деталей с требуемыми структурой и свойствами. Возможно применение физических (фреоны) и органических (разлагающих­ся при нагревании) порообразователей. Температура разложения последних должна быть выше температуры смешения в резиносмесителе, но ниже температуры литья. Поэтому часто применяют азодикарбонамид (ЧХЗ-21), содержание которого ограничено воз­можным снижением текучести расплава и появлением дефектов на подошвах.

Оптимальное содержание порообразователя зависит также от типа оборудования, применяемого для формования пористых по­дошв. Использование червячно-плунжерных машин и пресс-форм, снабженных системой отпуска пуансона после впрыска расплава (например, типа «Пороматик»), позволяет суще­ственно сократить количество дорогостоящего порообразователя.

По аналогии с каучуками остатки азодикарбонамида при по­рообразовании сшивают термопласт ДСТ-30, о чем свидетель­ствует уменьшение показателя текучести расплава и степени на­бухания полимера в растворителях (диметилформамиде и изооктане), а также снижение степени динамического разнашивания изделия и повышение его термостойкости. Поэтому в отличие от чистого ДСТ-30 его смеси с ЧХЗ-21 могут быть повторно перера­ботаны не более 3 – 4 раз. Полистирол повышает твердость изде­лий и для улучшения его распределения в смеси вводят стеарино­вую кислоту.


3. Технологическая схема производства искусственных код с монолитным полиэфируретановым покрытием (прямой метод). Технологические режимы производства. Основные физико-механические процессы, происходящие на каждой стадии технологической схемы
Мягкие искусственные кожи с монолитным ПЭУ-покрытием называют уретанискожей. Эта кожа, представляющая собой мно­гослойный материал, предназначена для использования в качестве одежных, галантерейных, тентовых, обивочных и прочих подоб­ных материалов. Уретанискожа может быть получена как прямым, так и обратным (переносным) способом. И в том и в другом слу­чае растворители из нанесенных на основу слоев ПЭУ удаляются путем сушки при высокой (до 140 °С) температуре.

В процессе сушки на основе (ткань, трикотаж, нетканая осно­ва) последовательно формируются адгезионный (грунтовочный), лицевой монолитный, а при необходимости и верхний отделоч­ный слои ПЭУ.

Толщина монолитного лицевого слоя составляет 0,07—0,15 мм, грунтовочного — 0,15—0,2 мм. Относительно малая толщина ли­цевого слоя объясняется сложностью формирования монолитных ПЭУ-покрытий толщиной более 0,15 мм (увеличивается продол­жительность сушки, появляются дефекты лицевой поверхности — раковины, пустоты и т. п.), а также возрастанием себестоимости единицы готовой продукции (увеличиваются энергозатраты и рас­ход относительно дорогостоящих ПЭУ).

Лицевой слой уретанискожи, как правило, формируют из ра­створов однокомпонентных ПЭУ-систем, грунтовочный — из одно-, а чаще из двухкомпонентных систем, так как последние обеспечивают более высокую (0,35—0,6 даН/мм) адгезию поли­мерных слоев к различным тканым и нетканым материалам.

Независимо от способа производства уретанискожи растворы ПЭУ на основу (ткань, трикотаж, нетканый холст) наносят с по­мощью ракли.

Вязкость растворов в зависимости от их концентрации и конк­ретного технологического назначения (отделочный лак, грунто­вочная композиция, раствор для лицевого слоя и т. п.) может ко­лебаться от 1 до 150 Па • с.

Подготовительные операции при любом способе производства уретанискожи включают приготовление рабочих растворов ПЭУ для лицевого, грунтовочного и отделочного слоев, а также подго­товку основы — тканого или нетканого материала (перемотка, глаженье, начесывание ворса, обработка кромок и т. п.). К подго­товительным операциям также относится приготовление паст на­полнителей, пигментов и стабилизаторов.

Перед нанесением растворов на основу их фильтруют и ва-куумируют для удаления посторонних включений и пузырьков воздуха.

Прямой способ. Этим способом из растворов ПЭУ получают ис­кусственные кожи для одежды (плащи, утепленные пальто), а так­же тентовые, обивочные и другие материалы.

Для изготовления одежной уретанискожи прямым способом чаще всего в качестве основы используют ворсованные ткани. При этом ворс начесывают щетками под определенным углом, а ткань подают с размоточного устройства на дальнейшие операции таким образом, чтобы ворс был наклонен против хода ленты несу­щей основы. При строгом соблюдении технологии нанесения полимерных слоев на ворсованную ткань тончайшие волокна способствуют образованию в полимерном покрытии микрока­пилляров, обеспечивающих высокую паропроницаемость готово­го материала.

Отделочные лаки и растворы ПЭУ для лицевого слоя готовят из однокомпонентных, а раствор для адгезионного слоя — из двух­компонентных систем. При этом в качестве основных пленкооб­разующих используют ПЭУ зарубежных фирм, такие, как мульт-ранил (США), эластолан (Германия), санпрен (Япония), а также ПЭУ отечественного производства марки витур и др.

Одежная уретанискожа, полученная по растворной технологии из наполненных ПЭУ-систем (содержание порошкообразных наполнителей до 30 мае. ч.), отличается высокой стойкостью к дей­ствию морской воды, растительных масел и растворителей. Такая уретанискожа применяется для изготовления спецодежды.

Тентовые материалы с исключительными защитными свой­ствами производят, добавляя в растворные ПЭУ-композиции ме­таллические порошки.

Принципиальная схема агрегата для нанесения и формирова­ния покрытий прямым способом из растворов ПЭУ приведена на рис. 15. С размоточного устройства 1 ткань подается на нанос­ный узел 2. Раствор ПЭУ наносят ножевой раклей с острой заточ­кой на жестком (металлический вал) или мягком (обрезиненный вал, обрезиненный конвейер) столе. Иногда используют и валко­вые ракли. В термокамере 3 происходит формирование полиуре-тановой пленки и удаление компонентов растворяющей смеси. Термокамеры при прямом способе формирования покрытий, как правило, представляют собой трехзонные сушилки, температура в которых изменяется от 80—90 °С в первой зоне до 130—140 °С в последней.

После термокамеры материал поступает на охлаждающие бара­баны 4 и далее на приемную катушку намоточного устройства 5.

Основными регулируемыми параметрами технологического процесса нанесения и формирования покрытий из растворов ПЭУ прямым способом являются количество наносимого раствора, температура и скорость циркуляции (или рециркуляции) воздуха в термокамере, продолжительность сушки, скорость движения лен­ты полуфабриката и др. (например, толщина наносимого штриха полимерного слоя, общее количество штрихов в полимерном слое и пр.). Кроме того, необходимо учитывать тип используемой тка­ни или иной несущей основы, концентрацию и вязкость раство­ра ПЭУ, индивидуальные характеристики растворителей в букете и т. п. Оптимизация входных регулируемых параметров позволяет получить мягкие рулонные материалы с удовлетворительным ком­плексом потребительных свойств. В качестве примера ниже приведены усредненные показатели некоторых свойств одежной уре-танискожи, производимой на отечественных предприятиях:

Поверхностная плотность, г/м2

350

Разрывная нагрузка, даН

20

Жесткость, сН

5,5

Устойчивость к многократному изгибу, килоциклы

200

Прочность связи полимерного покрытия с основой, даН/мм

0,5

Для улучшения декоративных свойств уретанискожи могут быть применены отделка, многоцветная печать, тиснение и мятье. Возрастание себестоимости единицы продукции вследствие от­делки, как правило, компенсируется повышением качества гото­вого материала.



Рис. 15. Схема нанесения ПЭУ-покрытий прямым способом (пояснения см. в тексте)


Литература
1.Краснов Б.Я. Материалы для изделий из кожи. М., "Легпромбытиздат", 1995.

2. Андрианова Г. П., Полякова К. А., Матвеев Ю. С. Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусст­венной кожи. – 3-е изд. перераб. и доп. – Ч. 1, Ч. 2 Физико-хими­ческие основы создания и производства полимерных пленоч­ных материалов и искусственной кожи / Под ред. Г. П. Андри­ановой. – М .:


1   2   3



Скачать файл (647 kb.)

Поиск по сайту:  

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