CC BY
98
М. В. Блиева
СНИЖЕНИЕ УСАДКИ КАРТОНОВ ПУТЕМ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
КОЖЕВЕННЫХ ВОЛОКОН
Ключевые слова: усадка, температура, синтан, кожевенное волокно, картон.
В работе рассматривается возможность использования гидротермической обработки кожевенных волокон и синтанов для повышения стабильности линейных размеров картонов и улучшения их свойств.
Key words: shrinkage, temperature, shoe fiber composite, synthan, leather fibers, cardboard.
In operation the researches of possibility of using of hydrothermal processing of the leather fibers and syntans for stepping-up linear dimensions stability of cardboards and perfecting their properties is considered.
Изменение линейных размеров обувных картонов во время увлажнения и высушивания, особенно характерное для кожевенных картонов, изготовленных на длинносеточных машинах, оказывает влияние на технологические свойства этих материалов в процессе изготовления обуви и на их свойства при ее эксплуатации.
При увлажнении происходит удлинение материала, связанное с гидрофильным характером кожевенных волокон, набухающих под действием воды. Чем ниже начальная влажность картона и дольше увлажнение, тем больше удлинение материала.
Под действием повышенной температуры в процессе высушивания происходит усадка материала, которая тем больше чем больше продолжительность обработки и выше начальная влажность кожкартона.
Проведены исследования по модификации поверхности кожевенных волокон, с целью которых было повышение стабильности линейных размеров обувного картона.
Для изготовления кожкартона использовали волокна, полученные из отходов кож хромового дубления. В качестве проклеивающих применяли синтетический латекс ДВХБ-70 (сополимер дивинила и винилиденхлорида).
С целью ограничения объемных деформаций кожевенных волокон проводили гидротермическую обработку их суспензии в течение 30 минут с последующим додубливани-ем синтанами БНС и СПС в количестве 2,0- 30,0 м.ч. на 100 м.ч. волокна. Модифицированные таким образом волокна исследовали на устойчивость к усадке, поскольку при высушивании материала силы капиллярной контракции определяются свойствами поверхности структурных элементов материала и равных прочих характеристиках структуры высушиваемого материала.
С этой целью в работе были получены и проанализированы кривые развития внутренних напряжений в образцах, сформированных из непроклеенных кожевенных волокон после их модификации, и по данным кинетических кривых были охарактеризованы поверхностные свойства кожевенных волокон.
При снятии кинетических кривых были приняты меры для создания постоянных условий получения и испытания изучаемых холстиков, что позволило производить сопоставление полученных результатов.
Результаты обширного эксперимента показали, что величина развивающегося напряжения зависит от природы и количества сорбируемого на волокне синтана. При содержании его до 5м.ч. на 100м.ч. волокна индивидуальные свойства синтанов проявляются мало. При этом количестве отмечается снижение максимального усадочного напряжения для обоих исследованных синтанов с 48*105 Н/м2 до 43-45*105 Н/м2, а также заметное увеличение скорости высыхания образцов. Особенно резко отмечается увеличение последнего показателя у образцов, обработанных БНС в количестве 5м.ч. на 100м.ч. волокна. Как снижение усадочных напряжений, так и рост скорости высушивания, говорят о повышении гидрофобности поверхности структурных элементов в образцах.
При дальнейшем увеличении сорбции синтанов на волокне индивидуальные особенности их проявляются резче. Так, для СПС отмечается заметное увеличение напряжения в высохшем образце при содержании синтана 10м.ч. на 100м.ч. и выше, для синтана БНС кроме повышения напряжения отмечается также снижение скорости влагоотдачи образцом. Обращает внимание, что при содержании синтана 15м.ч. на 100м.ч. волокна, усадочные напряжения в высохшем образце значительно меньше напряжения для образцов с СПС.
Причина этого, видимо в том, названные синтаны придают кожевенному волокну различную степень жесткости и, следовательно, различную способность структуры противостоять развивающимся силам капиллярной контракции. Синтан БНС, обладая удовлетворительными дубящими свойствами, в силу стерического фактора создает расклинивающее действие в элементах структуры кожи [1]. И прочные межструктурные связи, и расклинивающий эффект способствуют повышению жесткости структурных образований в кожевенных волокнах, обработанных БНС, поэтому эти волокна лучше сопротивляются развивающимся силам капиллярной контракции.
Что касается синтана СПС, он не обладает высокими дубящими свойствами [2] и, следовательно, не обеспечивает структурным элементам кожевенных волокон жесткости, достаточной для сопротивления силам капиллярной контракции и уменьшения усадки образцов при высушивании. В силу этого с увеличением СПС в хромовом волокне выше 10м.ч. на 100г волокна рост сил капиллярной контракции, обусловленных повышением гидрофильности поверхности волокон, значительно превышает рост сил сопротивления жесткости структуры, что проявляется в увеличении усадочного напряжения в высохшем образце с СПС.
Полученные данные хорошо коррелируют с характером изменения коэффициента гидрофильности поверхности кожевенных волокон, определенному по методу
В.А.Пчелина.
Модифицированные вышеописанным способом волокна проклеивали 5% латексом ДВХБ-70 в количестве 30м.ч. на 100м.ч. волокна. Образцы картона, сформованные на воронке Бюхнера, подвергали прессованию, сушке и кондиционированию при влажности 65% в течение 24 часов.
В анализируемых образцах определяли изменения линейных размеров картона после увлажнения и высушивания при 1000С.
Результаты проведенных исследований показали, что гидротермическая обработка кожевенного волокна при 650С с последующим додубливанием его синтаном БНС в количестве 30м.ч. на 100м.ч. волокна обеспечивает повышение стабильности линейных размеров кожкартона, а также повышает его предел прочности при растяжении (табл.1). Полученный материал обладает высокими показателями гигиенических свойств, низкой усадкой (1,5% при увлажнении и 0,95% при высушивании) и плотностью (0,73г/см3).
Таблица 1 - Показатели физико-механических и гигиенических свойств кожевенного картона из термообработанных волокон, обработанных дубителем БНС
№ Образцы Іоказатели свойств
картона Плотность (г/см3) Предел прочности при растяжении (МПа) Относительное удлинение(%) Изменение линейных размеров (%) Намокае-мость за 2 часа (%) Гигроско- пичность (%) Жесткость при изгибе Истирае- мость
сух. увлаж. сух. увлаж. увлаж. высуш.
1 Контрольный (без обработки) 0,86 5,25 4,85 40 53 4,0 2,0 23,5 3,5 23 0,41
2 Опытные, обработка синтаном БНС (30,0 г/100г а.с.в.) 65±50С 0,73 5,67 4,97 39 48 2,2 0,95 22,1 3,00 30 0,50
3 ГОСТ 954289 н/б 1,0 - н/м 4,50 10- 45 - 1,5 2,0 7-55 н/м 3 10-75 н/б 2,75
Литература
1. Аведиков, А.С. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов / А.С. Аведиков [и др.] - Рига, 1987.- 225с.
2. Новые синтетические дубители и их использование для повышения качества натуральных кож и расширения их ассортимента // Кож. пром-сть вып. 3. М.: ВНИИТЭИ Легпрома, 1988. -
С. 45.
© М. В. Блиева - канд. техн. наук, доц. каф. товароведения и экспертизы товаров КабардиноБалкарской сельскохозяйственной академии, [email protected].
