авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Разработка технологии производства обуви с использованием клеевых композиций повышенной экологичности

-- [ Страница 2 ] --

Так как на прочность склеивания определенное влияние оказывает полярность адгезива, с увеличением полярности адгезионные свойства расплава повышаются. Проводимые исследования показали, что при введении диоксида кремния как нанодисперсного, так и микродисперсного в состав СЭВА его диэлектрическая проницаемость возрастает (по сравнению с исходного клея), следовательно, увеличивается способность вступать в реакцию, что, в конечном итоге, приводит к повышению прочности склеивания (таблица 1).

В ходе проведения исследований было выявлено, что увеличение диэлектрических свойств СЭВА зависит и от размера частиц диоксида кремния. Это объяснимо существованием в частицах наполнителя поверхностного слоя, диэлектрические свойства которого заметно отличаются от свойств внутри частицы. С увеличением удельной поверхности частиц диоксида кремния, вводимых в состав СЭВА, его диэлектрическая проницаемость повышается и возрастает полярность клея-расплава на основе СЭВА. Таким образом, прочность склеивания выше при использовании более полярного клея-расплава на основе СЭВА, то есть модифицированного наночастицами диоксида кремния.

Таблица 1 – Значение диэлектрических характеристик клеевой композиции на основе СЭВА с различными модифицирующими добавками

Материал образца Толщина образца, мм Емкость конденсатора СК, пФ Диэлектрическая проницаемость tg
Сополимер ЭВА 0,9 22 4,4 6 · 10-2
Клей-расплав на основе СЭВА модифицированный нанодисперсным диоксидом кремния 1,3 24 5,8 4 · 10-2
Клей-расплав на основе СЭВА модифицированный микродисперсным диоксидом кремния 1,1 23 4,9 6 · 10-2

Также влияние на прочность приклеивания низа оказывает концентрация диоксида кремния в составе СЭВА, которая определяет вязкость (текучесть) расплава. Исследование прочности склеивания на расслаивание клеевых соединений, полученных с использованием клея-расплава на основе СЭВА, модифицированного нано- и микрочастицами диоксида кремния в разном количественном соотношении (1, 3, 5, и 10 масс.ч.) подтверждают данное предположение. Установлено, что максимальное увеличение прочности достигается при достижении определенной концентрации нанодисперсного диоксида кремния в составе СЭВА, дальнейшее увеличение концентрации наполнителя ведет к уменьшению прочности склеивания.

Было установлено, чем ближе между собой величины диэлектрической проницаемости субстрата и адгезива, тем выше прочность склеивания. С этой целью изучалась возможность приклеивания подошвенных резин на основе как неполярного каучука СКС-30, так и полярного на основе каучука СКН-26, а также подошв из натуральной кожи с различными материалами, имитирующими заготовку верха обуви.

Полученные результаты показывают, что при склеивании полярных резин на основе полярных каучуков с различными материалами верха обуви могут быть получены достаточно высокие результаты прочности при введении в состав 5 масс.ч. нанодисперсного диоксида кремния без их предварительной химической обработки (рисунок 3). Вместе с тем, в случае применения неполярных резин на основе неполярных каучуков роль наполнителя возрастает, особенно в случае использования в качестве материала верха искусственной кожи. Как видно из рисунка 4, максимальные показатели прочности при склеивании натуральной кожи и ткани с неполярной резиной достигаются при содержании нанодисперсного диоксида кремния в составе СЭВА в размере 7-8 масс.ч., для искусственной кожи – 10 масс.ч. (рисунок 4). Таким образом, регулирование концентрации нанодисперсного диоксида кремния в составе клея-расплава на основе СЭВА позволяет обеспечить надежное клеевое соединение верха и низа обуви из различных материалов, а также высокие показатели термо- и водостойкости.

материал верха: выросток хромового дубления;искусственная кожа; ткань

Рисунок 3 - Зависимость прочности склеивания при расслаивании полярной резины на основе каучука СКН-26 с различными материалами верха от содержания диоксида кремния в клее-расплаве на основе СЭВА

Рисунок 4 - Зависимость прочности склеивания при расслаивании неполярной резины на основе каучука СКС-30 с различными материалами верха от содержания диоксида кремния в клее-расплаве на основе СЭВА

Использование предложенных клеев-расплавов на основе СЭВА предполагает применение метода «Уан-Вей», сущность которого заключается в предварительном нанесении адгезива на одну из склеиваемых поверхностей, в данном случае на подошву, с последующей активацией клеевой пленки. Данный метод основан на четком соблюдении таких технологических параметров, как температура и время активации клеевой пленки, длительность выдержки после активации клеевой пленки и давления прессования.

Для определения оптимальных значений параметров с целью достижения максимальной прочности склеивания использовались математические методы планирования эксперимента.

В четвёртой главе изложены результаты оптимизации процесса приклеивания низа обуви из различных подошвенных материалов к затяжной кромке с использованием разработанного клея-расплава на основе СЭВА. Математические методы планирования эксперимента позволили осуществить не только определение наиболее эффективных технологических режимов приклеивания низа обуви, но и дать оценку полученным математическим моделям на предмет их адекватности реальным условиям процесса склеивания.

Для определения наиболее значимых технологических факторов, влияющих на процесс формирования надежного клеевого соединения, был проведен опрос специалистов обувной отрасли, ведущих преподавателей профилирующих кафедр вузов, и последующая обработка полученных данных, осуществляемая с использованием программного продукта для обработки результатов априорного ранжирования. Это позволило выявить наиболее значимые факторы, участвующие в процессе формирования надежного клеевого соединения низа обуви и определяющие технологические режимы применения разработанного клея-расплава на основе СЭВА.

Результаты опроса подтвердили значимость факторов, выявленных при проведении экспериментальных исследований, а именно: х1 –температура активации клеевой пленки, Т; х2 – время активации клеевой плёнки, t; х12 - количество вводимой добавки, с; х8 - количество клея, k; х9 - давление прессования, Р.

Каждый из выше перечисленных факторов отдельно и в совокупности определяют технологические режимы склеивания, которые должны быть оптимальными для разработанного клея-расплава на основе СЭВА при использовании его в качестве адгезива при приклеивании низа обуви.

Результаты полного факторного эксперимента и проверка адекватности полученных моделей показали, что зависимость прочности крепления низа от вышеперечисленных факторов носит нелинейный характер. Для дальнейшего движения в область оптимума использовалось центральное композиционное ротатабельное планирование второго порядка для систем материалов: резина на основе неполярного каучука СКС-30 - выросток хромового дубления и резина на основе полярного каучука СКН-26 - выросток хромового дубления. Выбор двух систем материалов мотивирован необходимостью изучения зависимости прочности склеивания от полярности материалов при использовании разработанного клея-расплава на основе СЭВА.

Полученные результаты эксперимента были обработаны с использованием программы Maple 9.5 и позволили получить математическое описание исследуемого процесса приклеивания низа обуви с использованием клея-расплава на основе СЭВА двух исследуемых систем материалов. Они были преобразованы в типовую каноническую форму с введением именованных величин:

- резина на основе неполярного каучука СКС-30 - выросток хромового дубления

у = 112,35Р+3,86Т+2497,72k+1,92t+11,83c+0,006Tt-0,03Tc-3,61Tk-0,81Tc+0,03tc-2,36tk-0,07tP-36,18ck-1,23cP+72,91kP-0,03T2-0,82c2-45,14P2-0,013t2-147k2-259,90;

- резина на основе полярного каучука СКС-26 - выросток хромового дубления

y=131,33Р+0,76Т+772,13k+0,26t+6,38c+0,006Tt-0,02Tc-16,11Tk-0,81Tc-0,70Tp+0,02tc-0,56tk-0,08tP-15,35ck-3,78cP+333,34kP-0,02T2-0,12c2-32,69P2-0,001t2-738k2-92,28.

Для более наглядного представления влияния рассматриваемых факторов на параметр оптимизации были построены геометрические образы их зависимостей. Путем фиксирования трех, двух и одного факторов на нулевом уровне удалось установить влияние каждого из факторов на прочность приклеивания низа обуви клеями-расплавами на основе СЭВА и выбрать оптимальное их соотношение. Таким образом, были определены рекомендуемые технологические режимы приклеивания низа обуви клеем-расплавом на основе СЭВА, включающие: время активации клеевой пленки, температуру активации клеевой пленки, количество клея, количество вводимого наполнителя для полярных резин и неполярных резин, давление прессования.

С целью подтверждения влияния массового содержания нанодисперсного диоксида кремния в составе клея-расплава на основе СЭВА на прочность приклеивания низа обуви были построены геометрические образы для двух систем материалов: резина на основе СКС-30-выросток хромового дубления, резина на основе СКН-26 – выросток хромового дубления (рисунок 5-6). Анализ полученных зависимостей показал, что концентрация нанодисперсного диоксида кремния в составе клея-расплава оказывает значительное влияние на процесс формирования надежного приклеивания низа обуви из неполярных резин.

 Рисунок 5- Зависимость прочности-9  Рисунок 5- Зависимость прочности-10

Рисунок 5- Зависимость прочности склеивания от количества вводимой добавки (с) и количества клея (d) для резины на основе полярного каучука СКН -26

Рисунок 6 - Зависимость прочности склеивания от количества вводимой добавки (с) и количества клея (d) для резины на основе неполярного каучука СКС -30

Замена клеев растворного типа экологически безопасными клеями-расплавами на основе СЭВА при производстве обуви позволяет исключить выделение ЛОС в воздух рабочей зоны и атмосферу. За счет этого улучшится экологическая обстановка на предприятиях по производству обуви, что позволяет говорить о достигнутом экологическом эффекте.

В экономическом отношении технология производства обуви с использованием модифицированных клеев-расплавов на основе СЭВА позволяет значительно интенсифицировать технологический процесс и снизить трудоемкость за счет ликвидации операций, связанных с нанесением клея на поверхность затяжной кромки, сушкой клеевого слоя, а также предварительной химической обработки поверхности подошв. Это исключает потребность в дорогостоящих и крупногабаритных сушилках, за счет чего освобождается производственная площадь, и на 30-40% уменьшается расход клея при одновременном увеличении прочности клеевого шва.

Апробация рецептуры клея-расплава на основе СЭВА на обувных предприятиях подтвердила, что при использовании разработанных рецептур клеев-расплавов на основе СЭВА для приклеивания низа обуви и соблюдении технологических режимов их применения, формируется гарантированная прочность приклеивания низа обуви.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Результатом диссертационной работы являются научно-обоснованные технологические разработки в области клеевого метода крепления низа обуви с применением разработанных и апробированных на производстве клеев-расплавов на основе сополимера этилена и винилацетата (СЭВА), что имеет существенное значение для кожевенно-обувной промышленности. На основании проведенных исследований могут быть сделаны следующие выводы:

1. Выполненный анализ показал, что клеи на основе органических растворителей, используемые для клеевого крепления низа обуви, не соответствуют требованиям экологической безопасности. Технологический процесс содержит дополнительные подготовительные операции, от которых зависят эксплуатационные свойства соединения.

2. Для совершенствования технологии приклеивания низа обуви выбраны клеи-расплавы на основе СЭВА с модифицирующими добавками нанодисперсного диоксида кремния.

3. Разработана методика составления рецептур клея-расплава на основе СЭВА с 1, 3, 5, 10 масс. ч. нанодисперсного диоксида кремния для приклеивания низа обуви.

4. С использованием современных физико-химических методов исследования экспериментально установлен оптимальный состав клея-расплава на основе СЭВА, наполненного нанодисперсным диоксидом кремния.

5. Определены зависимости между прочностью крепления и массовым содержанием нанонаполнителя в составе клея-расплава на основе СЭВА. Изучено влияние размера и концентрации частиц диоксида кремния на прочность крепления подошвенных материалов с различной степенью их полярности.

6. Установлено существенное влияние на формирование надежного крепления деталей низа обуви к верху степени полярности разработанных клеев-расплавов на основе СЭВА, которая определяется концентрацией в них нанодисперсного диоксида кремния.

7. Разработана методика выбора рецептуры клеев-расплавов на основе СЭВА с нанодисперсным диоксидом кремния и технологического процесса склеивания, обеспечивающих при ее соблюдении, как показали экспериментальные исследования, получение надежного, термо-, водостойкого клеевого соединения подошвенных материалов с различной степенью полярности с материалами верха обуви.

8. Установлено, что при использовании разработанного клея-расплава на основе СЭВА количество технологических операций производства обуви клеевого метода крепления сокращается за счет исключения предварительной химической обработки поверхности подошвенных материалов, нанесения клея на поверхность затяжной кромки, что говорит об экономическом эффекте, который достигается также за счет сокращения расхода клея.

9. Установлено, что наполнение СЭВА диоксидом кремния практически исключает выделение токсичных продуктов разложения, что подтверждается стабильностью его массы при длительном нагревании.

10. Определено, что использование разработанных рецептур клеев-расплавов на основе СЭВА и соблюдение методики склеивания позволяет снизить процент вредных летучих органических соединений, выделяемых в атмосферу и воздух рабочей зоны, что обеспечивает экологический и социальный эффекты.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

Статьи в журналах, входящих в « Перечень» ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Торосян, Ю. В. Нанотехнологии как путь обеспечения экологически безопасных технологических процессов при изготовлении изделий из кожи /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Кожевенно-обувная промышленность. – 2010. – № 5. – С. 20–21.

2. Торосян, Ю. В. Разработка экологически безопасных клеевых композиций для изделий из кожи на базе сополимеров ЭВА с использованием нанотехнологий /Ю. В. Торосян [Текст] //Кожевенно-обувная промышленность. – 2011. – № 4. – С. 25–31.

3.Торосян Ю.В., Прохоров В.Т., Тартанов А.А. Разработка экологически безопасных клеевых композиций для производства обуви на базе сополимеров этилена и винилацетата / Ю.В.Торосян, В.Т.Прохоров, А.А.Тартанов [Текст] //Известия вузов. Технология легкой промышленности, том 4. – С-Пб. – 2011 - № 12. - 5 с.

Статьи:

4. Торосян, Ю. В. Проблематика экологической безопасности работников обувных предприятий /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов, Е. Н. Михайлюк [Текст] //Экология и безопасность: всерос. сб. науч. тр. – Тверь: ТГУ, 2007. – С. 114–118.

5. Торосян, Ю.В. Разработка экологически безопасных клеевых композиций для производства изделий из кожи /Ю. В. Торосян [Текст] //Студенческая научная весна: материалы межрег. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных Южного федерального округа. – Новочеркасск: ЛИК, 2008. – С. 368–371.

6. Торосян, Ю. В. Анализ обувных клеевых композиций с точки зрения их экологической безопасности /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2008: материалы междунар. науч.- практ. конф. – Одесса, 2008. – С. 10–13.

7. Торосян, Ю. В. о возможностях повышения экологической безопасности условий труда на предприятиях юфо /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Мода и дизайн. Современная одежда и аксессуары 2009: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Ростов-на-Дону: РТИСТ ЮРГУЭС, 2009. – С. 105.

8. Торосян, Ю. В. Об использовании отечественных сополимеров  этилена  с винилацетатом в качестве основы для экологически чистых клеевых композиций /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Студенческая научная весна-2009: материалы межрег. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных Южного федерального округа. – Новочеркасск: ЛИК, 2009. – С. 447–449.

9. Торосян, Ю. В. Использование нанотехнологий при производстве изделий из кожи /Ю. В. Торосян, В. Т Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] // Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества: междунар. сб. науч. тр. – М., РГУТИС, 2010. – С. 154-158.

10. Торосян, Ю. В. Пути создания экологически чистых технологий за счет использования современных мономерных композиций /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Актуальные проблемы инновационного развития хлопкоочистительной, текстильной, легкой, полиграфической промышленностей и подготовки кадров, т. 1: материалы республ. науч.-практ. конф. – Ташкент, 2009. – С.153–157.

11. Торосян, Ю. В. Об обеспечении экологической безопасности обувных предприятий /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Техническое регулирование: базовая основа качества товаров и услуг: междунар. сб. науч. тр. – Шахты: ЮРГУЭС, 2009. – С. 201–204.

12. Торосян, Ю. В. Об обеспечении экологической безопасности обувных предприятий /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Техническое регулирование: базовая основа качества товаров и услуг: междунар. сб. науч. тр. – Шахты: ЮРГУЭС, 2011. – С. 155–157.

13. Торосян, Ю. В. Использование нанотехнологий при производстве изделий из кожи /Ю. В. Торосян, В. Т. Прохоров, А. А. Тартанов [Текст] //Техническое регулирование: базовая основа качества товаров и услуг: междунар. сб. науч. тр. – Шахты: ЮРГУЭС, 2011. – С. 157–160.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.