CC BY
6
A UNIVERSUM:
№10(115)_• » - ,;>= К*" 1'_октябрь. 2023 г.
ВЛИЯНИЕ ГИДРОФОБНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ОБУВНЫХ КОЖ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЛИЦЕВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Джураев Абдужалил Маннапович
д-р филос. техн. наук, PhD, доцент, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Кодиров Тулкун Жумаевич
д-р техн. наук, профессор, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: kad-tulkin@;yandex. com
Жураева Гулноза Абдурашитовна
докторант,
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: gulnozafuturama@gmail. com
INFLUENCE OF HYDROPHOBIC TREATMENT ON THE PROPERTIES OF SHOE LEATHER WITH A NATURAL FRONT SURFACE
Abdujalil Djuraev
PhD, assistant professor, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Tulkun Kodirov
DSc professor,
Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Gulnoza Juraeva
Doctoral student, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Данная работа это исследование свойств композитов на основе акриловых полимеров и поливинилэтинилдигид-роксихлорсилана, представляющих интерес в качестве гидрофобизирующих отделочных материалов. Поэтому было интересным исследовать влияния гидрофобизированной кожи на комплекс физико-механических свойств.
ABSTRACT
This work is a study of the properties of composites based on acrylic polymers and polyvinylethynyldihy-droxychlorosilane, which are of interest as hydrophobizing finishing materials. Therefore, it was interesting to study the influence of hydrophobized leather on a complex of physical and mechanical properties.
Ключевые слова: поливинилэтинилдигидроксихлорсилан, смачивания материала, микрорельеф поверхности, угол смачивания, угол скатывания.
Keywords: polyvinylethynyldihydroxychlorosilane, material wetting, surface microrelief, contact angle, rolling angle.
Введение
В условиях обострения конкурентной борьбы на мировых обувных рынках перед отечественной обувной промышленностью ставится задача разработки
и выпуска конкурентоспособной кожаной водонепроницаемой обуви с улучшенными потребительскими и эксплуатационными свойствами. Стремление создать обувь комфортную, легкую, которая приносили бы удовольствие от ходьбы и улучшали качество
Библиографическое описание: Джураев А.М., Кодиров Т.Ж., Жураева Г.А. ВЛИЯНИЕ ГИДРОФОБНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ОБУВНЫХ КОЖ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЛИЦЕВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 10(115). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/16066
№ 10 (115)
А1
октябрь, 2023
жизни людей, является «философией» современной обувной промышленности, а натуральная кожа, наиболее полно отвечающая эксплуатационным, гигиеническим и эстетическим требованиям, предъявляемым к обуви, еще долго будет оставаться основным материалом при её производстве.
Расширение производства высококачественных изделий специального назначения в настоящее время весьма, актуально. Поскольку использование изделий в экстремальных условиях внешней среды требует обеспечения высокого уровня защиты в течении всего срока эксплуатации. Следовательно, одной из наиболее важных задач кожевенно-обувной промышленности является расширение ассортимента высококачественных кож для верха обуви, в том числе кож повышенной водостойкости.
В связи с выше изложенными, можно сказать, что, многими зарубежными исследователями рекомендуется большой ассортимент гидрофобизирующих материалов. Это обусловлено, во-первых, постоянно растущим спросом на кожевенные изделия повышенной водостойкости и, во-вторых, созданием новых функционально-активных композиционных материалов. Среди них наряду с традиционными, можно также наблюдать широкое применение кремнийоргани-ческих и фторорганических соединений, хотя их стоимость довольно высока [1].
Рассмотрена эффективность гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидрок-сихлорсилана для обуви из кож хромового дубления. Показано, что модификация структурных элементов поверхности позволяет изменить режим смачивания
материала - от гомогенного к гетерогенному, и способствует повышению влагостойкости обуви.
Результаты и обсуждение
Цель исследование; влияния гидрофобных составов на основе поливинилэтинилдигидроксихлорси-лана на влагостойкость кожи верха обуви. В качестве объекта исследования выбраны кожа хромового дубления для верха обуви. Обработке подвергали готовые, полностью отделанные кожи, так как гидро-фобизация полуфабрикатов кож гидрофобизирующей композицией на стадии отделочных операций производства [2-3].
В исследованиях в качестве опытных образцов использовали полимерно-композиционные материалы на основе поливинилэтинилди-гидроксихлорсилана, метакрил эмульсия, гидролизованные полиакриламид, эмульгированные углеводород, пенетратор[4] и др., а в качестве контрольного полиэтилгидросилоксан. Композиции готовили перемешиванием растворов исходных полимеров при различных соотношениях при температуре 20-22 °С в течение 3-4 часа [4-5]. Взаимодействие гидрофобизаторов исследовалось на образцах натуральной кожи хромового дубления «яловка» из шкур КРС (ГОСТ 939-94) производства Узбекистан. (ГОСТ 939-88). Модификацию поверхности проводили используя такие гидрофобизаторы как гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилан, полиэтил-гидросилоксан и исходный не гидрофобизированные.
Кинетика изменения краевого угла смачивания
Рисунок 1. Кинетика изменения краевого угла смачивания исходного (VI) и полиэтилгидросилоксан (V) и гидрофобизирующие композиция на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилан (I, II, III, IV)
кожевенных материлов верха обуви
По данным электронной микроскопии морфология поверхности кож верха обуви неоднородна по структуре и содержит множество капилляров, пор. неровностей каналов, размер которых не превышает 50-100 мкм. Микрорельеф поверхности кож верха
обуви предопределяет высокий краевой угол смачивания, но нанесенная капля быстро растекается и впитывается не более чем за 1 мин. На рис. 1 приведена кинетика впитывания капли кожам.
№ 10 (115)
А1
октябрь, 2023 г.
I-вариант
Ш-вариант
II-вариант
IV-вариант
V-вариант
VI-вариант
Рисунок 2. Изменение красного угла смачивания со временем для опытных (1-1У) и контрольных (V) образцов кожи, (VI) не обработанные кожа (30 минут)
Растекание и впитывание капли сопровождается изменением её геометрии. Через 10 с края капли становятся неровными, а спустя 60 с по окончании впитывания, ореол капли приобретает неопределенную форму. Процессы растекания и впитывания капли
воды проходят преимущественно по механизму капиллярного течения, реализация которого свидетельствует о гидрофильности структурных элементов поверхности [6].
A UNIVERSUM:
№10(115)_• » - ,;>= К*" 1'_октябрь. 2023 г.
Таблица 1.
Свойства исходного и поверхностно-модифицированного кож для верха обуви
Показатель Исходный Гидрофобизаторы
1В 2В 3В 4В 5В Контр.
Краевой угол смачивания, ©, ±2° 55 100 110 120 120 100
Угол скатывания, а,ск, ±5° " ^180 130 130 ^130 ^130 ^130
Обработка материала гидрофобизаторами позволяет не только повысить краевой угол смачивания, но и резко уменьшить скорость впитывания капли (рис 1. кривые 3. 4). За 50 с наблюдения краевой угол смачивания модифицированных материалов остается постоянным (рис. 2), не наблюдается и изменения ореола капли, он сохраняет форму круга. Полученные данные свидетельствуют не только о снижении уровня поверхностного натяжения структурных элементов кожи верха обуви, но и об изменении типа смачивания поверхности. а именно, обработка модификаторами способствует переходу от гомогенного к гетерогенному режиму смачивания (рис. 2) [7-8].
Косвенным доказательством изменения типа смачивания кож верха обуви являются результаты определения водоупорности.
Так, при обработке гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидроксихлорси-лана эта характеристика возрастает в 2 раза (таблица). Следует отметить, что при нанесении гидрофобиза-торов поверхность кожи, не претерпевает каких либо существенных изменений, т.е. не изменяется микрорельеф поверхности, не уменьшается размер капилляров и т.д. [9-10]
О гидрофобности поверхности модифицированных материалов свидетельствуют результаты, представленные в таблице 2.
После обработки кожи гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидрок-сихлорсилана во всех вариантах значительно снижается влагоемкость и намокаемость материала. в то время как при использовании гидрофобизатора на основе полиэтилгидросилоксана эти показатели практически не изменяются. Такие характеристики кож верха обуви, как гигроскопичность, влагоотдача, паропроницаемость сохраняются на уровне исходного. Модификатор гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилана во всех вариантах более эффективен и позволяет повысить влагостойкость материала.
Комплексное исследование влияния гидрофоби-зированные композиции на основе пливинилэтинил-дигидроксихлорсилана на свойства кож для верха обуви с гладкой лицевой поверхностью проведено на коже КРС хромового дубления (ГОСТ 939-88).
Поверхностные и объемные показатели гидро-фобности, а также механические характеристики материалов (исходных и обработанных гидрофобизи-рованные композиции на основе поливинилэтинилди-гидроксихлорсилан и полиэтилгидросилоксаном приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Свойства исходной и поверхностно-модифицированной кожи с гладкой лицевой поверхностью
для наружных деталей верха обуви
Показатель Исходный Гидрофобизаторы
1В 2В 3В 4В 5В Контр.
Влагоемкость В2, % 152 78,7 74,3 52,3 62,4 86,4
Намокаемость Н2, % 106 47,5 37,8 28,3 31,5 54,3
Маслоустойчивость, усл. ед. 0 120 120 120 120 120
Гигроскопичность Г, % 7 2,6 3,4 5,4 4,8 1,8
Влагоотдача В, % 7 6 6,5 7 6,5 7
Водоупорность, с 943 2010 2025 2070 2035 2010
Паропроницаемость абсалютная, мг/см2-ч.10-4 46 4,1 5,8 7,3 6,8 3,2
Относительная паропроницаемость П0,% 62 20 24 28 26 19
Напряжение при разрыве, 10МПа 1,68 2.4 2.4 2,5 2,5 2,2
Относительное удлинение при разрыве, 10МПа,% ±5% 18-30 20 21 22 21 24
№ 10 (115)
А1
Сравнение таких показателей материалов, как влагоёмкость, намокаемостъ и водоупорность, позволяет заключить, что применение модификатора гидрофобизированные композиции на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсиланом изменяет эти показатели в лучшую сторону практически в 2 раза в отличие от полиэтилгидросилоксана. Помимо гидрофобных свойств, обработка гидрофобизированные композиции на основе поливинилэтинилдигидрок-сихлорсиланом позволила придать образцам кожи и высокие олеофобные свойства (120 усл. ед.), без изменения её механических, релаксационных и гигиенических свойств. ]Таким образом, гидрофобизация структурно-неоднородной поверхности кож верха обуви позволяет осуществить гетерогенный режим смачивания. который препятствует быстрому проникновению влаги в объем материала [11-12]. Это существенно снижает скорость её впитывания и способствует улучшению эксплуатационных характеристик обуви из кож хромового дубления. Анализ кинетики впитывания капли является информативным методом оценки гидрофобных свойств материалов со структурно-неоднородной поверхностью.
октябрь, 2023 г.
Выводы
1. Полученные данные свидетельствуют не только о снижении уровня поверхностного натяжения структурных элементов кожи верха обуви, но и об изменении типа смачивания поверхности. а именно, обработка модификаторами способствует переходу от гомогенного к гетерогенному режиму смачивания.
2. Гидрофобизация структурно-неоднородной поверхности кож верха обуви позволяет осуществить гетерогенный режим смачивания. который препятствует быстрому проникновению влаги в объем материала. Это существенно снижает скорость её впитывания и способствует улучшению эксплуатационных характеристик обуви из кож хромового дубления.
3. Анализ кинетики впитывания капли является информативным методом оценки гидрофобных свойств материалов со структурно-неоднородной поверхностью.
Список литературы:
1. А.В. Хачатурян, С.М. Маркарян. Использование кремнийорганических препаратов при обработке натуральных кож. //Кожевенно-обувная промышленность. 2008. № 4. С. 112-115.
2. И.Е. Богданова, С.В. Захарова, В.Г. Глуховцев, Л.С. Беляев. Гидрофобная обработка кож кремний-фторорганическими препаратами. // Кожевенно-обувная промышленность. 1999. № 5. - С. 32-34.
3. Ахмедов В.Н. Получение, свойства и технология элементоорганических полимерных гидрофобизаторов для отделки кож. Дисс.....канд.техн. наук. Ташкент. 2011. С. 121-125.
4. Кадиров Т.Ж., Рамазонов Б.Г., Ахмедов В.Н., Тошев А.Ю., Джалилов А.Т., Худанов У.О., Тоджиходжаев З.А., Джураев А.М. и др. «Пенетратор для отделки кож» Патент РУз. IAP 04089. Официальный бюллетень №1 (105), 29.01.2010. - С. 40-44.
5. Головтеева А.А., Куциди Д.А., Санкин Л.Б. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха.-М.: Легпромбытиздат, 1987 .- С. 311-313.
6. Низамова З.К. Повышение эксплуатационных свойств материалов для верха обуви методом поверхностной обработки [Текст] / Низамова З.К., На правах рукописи Низамова З. Полунина. Л.М., Евсюкова Н.В., Серенко О.А. - Материалы международной научной конференции "Новое в технике и технологии текстильно» и легкой промышленности». 2011. Витебск. С. 89-90. (0.06 пл., авторский вклад 0.03 пл.)
7. Низамова З.К., Полухина Л.М., Серенко О.А. Исследование влияния гидрофобной обработки материалов верха обуви на стойкость к истиранию /Текст/
8. Бородин. С.А., Исследование процесса растекания капли жидкости, наносимой на поверхность подложки / Текст/ Компьютерная оптика. -2006г. - № 28. - С. 66 - 69.
9. Бойнович .Л.Б., Емельяненко A.M. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение / Текст/ Успехи химии. — 2008. - № 7. - C. 6I9 - 637.
10. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Toshev A.Yu., Shoimov Sh.Influence of solar radiation insolation precipitation on hydrophobized leather for shoe uppers. Leather and Footwear Journal 21 (2021) 3pp. 159-171.
11. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Toshev A.Yu., Sodikov N. Diffusion of a hydrophobisis in the structure of chrome skin and the influenct of them on hygienic properties. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 839 (2021) 042067. pp. 1-12.
12. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Juraeva GA. Influence of sorption and vapor permeability in providing normal conditions when operating hydrophobized footwtar. A ES ISSN/ 2096-3246 Volume 54, (2022) Issue 02, October. pp. 3005-3015.
