Головна » Статті » Конференція_2015_10_20-21 » Секція_4_Технічні науки

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЗВОЛОЖЕННЯ МАТЕРІАЛІВ ЗАГОТОВКИ В ЕМУЛЬСІЙНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Лобанова Галина

к.т.н., доцент

Хмельницький національний університет

м. Хмельницький

 

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЗВОЛОЖЕННЯ МАТЕРІАЛІВ ЗАГОТОВКИ В ЕМУЛЬСІЙНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

 

Сьогодні дуже широко для верху взуття використовують шкіри, які виготовляють за сучасними технологіями, що передбачають в першу чергу покращення експлуатаційних властивостей, підвищення водостійкості взуття в процесі експлуатації, підвищення його зносостійкості та інше. Для цього проводять наповнення дерми різними полімерами, ефект наповнення підсилюється шляхом радіаційної полімеризації структурних наповнювачів; застосовують методи додублювання різними органічними речовинами. В результаті цього досягається блокування вільних аміногруп колагену, що приводить до зменшення ступеня набухання колагенових волокон і, відповідно, до зменшення ( майже в 10 разів) намочуваності шкіри.

При розробці нових методів зволоження особливо важливим є проведення досліджень по вивченню механізму зволоження, яке необхідне для вибору оптимальних режимів гігротермічних впливів на матеріал заготовки.

Наявність цих аномалій можна пояснити різною гігроскопічністю колагену і речовин, що заповнюють пори та капіляри, характером їх взаємодії з вологою наприклад, різним ступенем набухання. Тому при розробці параметрів виконання операції зволоження необхідно детально вивчати це питання для різних видів взуттєвих матеріалів.

При зволоженні матеріалів, які характеризуються нижчою гідрофільністю (юхта), застосування емульсій прискорює процес зволоження, зокрема найбільш ефективним є зволоження зворотною емульсією. Це пояснюється тим, що на механізм зволоження матеріалів значно впливає форма зв’язку вологи з матеріалом. Для гідрофільних, нерозчинних у воді, взуттєвих матеріалів можна виділити шість видів зв’язку вологи з матеріалом: хімічний, гідратаційний, кінетичний, осмотичний, імобілізаційний в результаті капілярної конденсації і механічний імобілізаційний.

У мікрокапіляри волога може бути введена шляхом сорбції в результаті капілярної конденсації. Це явище виникає при утворенні ввігнутих менісків в капілярах, стінки яких змочуються вологою. При зволоженні з використанням емульсій розчинників має місце краща змочуваність поверхні волокон колагену, особливо це характерно для матеріалів, які мають жирові наповнювачі у своїй структурі, наприклад юхта.

Більшість гігротермічних впливів пов’язана із зміною кількості вологи капілярної конденсації, так як цей вид вологи значно впливає на зміну технологічних властивостей взуттєвих матеріалів. Значна кількість вологи поглинається макро- і мікрокапілярами при зануренні матеріалу у воду (безпосередній контакт матеріалу з рідкою фазою). Волога, яка міститься у макрокапілярах пов’язана з матеріалом значно менше, ніж волога мікрокапілярів, тому вплив її на зміну властивостей матеріалу - обмежений [1].

Переміщення вологи в капілярах при конденсації пари на його стінках з утворенням меніска проходить під дією капілярних сил, мірою яких є капілярний потенціал, який збільшується зі збільшенням коефіцієнту поверхневого натягу та зі зменшенням радіусу менісків.

Поверхневий натяг води становить 70 мДж / м2, а розчинників, на основі яких виготовлені емульсії (моноетаноламід та уайт-спірит) – 22 мДж / м2. При одному і тому ж поверхневому натягові стінок капілярів поверхневий натяг рідини, що їх змочує при зволоженні емульсіями буде значно меншим, ніж поверхневий натяг води, тобто змочуваність поверхні капілярів буде кращою а відповідно більша кількість вологи буде поглинатися матеріалом, що і має місце при зволоженні юхти.

Можна припустити, що змінюючи за допомогою використання емульсій розчинників поверхневий натяг можна впливати на час зволоження матеріалів.

Молекулярна структура типових ефективних змочувачів повинна характеризуватися дуже розгалуженими ланцюгами, тому краща змочувальна здатність притаманна з’єднанням, у яких гідрофільна група знаходиться не на кінці, а в середині молекули, що має місце при зволоженні в емульсійному середовищі.

При зволоженні еластичної шкіри із збільшення часу зволоження її емульсіями вологість значно менша, ніж при зволоженні водою і на відміну від зволоження водою з часом вона майже не змінюється. Це можна пояснити тим, що із збільшенням часу зволоження емульсіями на стінках капілярів утворюється плівка. Проходження вологи через суцільні плівки має особливий механізм і визначається переважно дифузійними явищами.

Таким чином, застосування емульсій розчинників при зволоженні матеріалів заготовки призводить до покращення змочуваності поверхні волокон матеріалу, що сприяє прискоренню процесу зволоження, особливо для матеріалів, структура яких містить жируючі і нерозчинні полімерні речовини. Із збільшенням тривалості процесу зволоження можливе утворення полімерних плівок на поверхні волокон, що зменшує проникнення вологи у матеріал, тобто зменшує кількість “баластної” вологи у матеріалі, що має місце при зволоженні шкір хромового методу дублення.

Зволоження із використанням емульсій розчинників сприяє покращенню зміни фізико-механічних властивостей матеріалів і не погіршує їх зовнішнього вигляду.

Проведені дослідження сприятимуть розробці нових інтенсифікованих технологій зволоження взуттєвих матеріалів Вивчення механізму процесу зволоження дасть змогу розробити оптимальні параметри процесу, що сприятиме якості виконання операції і тим самим підвищенню якості взуття.

 

Література

  1. Шварц А. С. Химическая технология изделий из кожи / A.C. Шварц, Ю.М. Гвоздев. ‒ М. : Легпромбытиздат, 1986. ‒ 238 с.
Категорія: Секція_4_Технічні науки | Додав: Admin (18.10.2015)
Переглядів: 295
Всього коментарів: 0
avatar