Содержание к диссертации
Основные условные обозначения 3
Введение 5
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1 Литьевые методы производства обуви 12
1.2 Полиуретановые клеи 22
1.3 Структура жидких реакционно-способных олигомеров и её влияние на их свойства
1.4 Акустические колебания. Закономерности их распространения 32
1.5 Применение ультразвука и звука 33
Глава 2.Экспериментальная часть 38
2.1 Объекты исследования 38
2.2 Синтез полиуретанов 41
2.3 Методы исследования исходных компонентов 43
2.4 Методы исследования полиуретановых эластомеров 43
2.5 Методика акустической обработки 45
2.6 Методы статистической обработки результатов экспериментов 46
Глава 3. Влияние акустической обработки на свойства полигликольадипинатов
Глава 4. Разработка технологии получения полиуретановых материалов на основе акустически обработанных исходных соединений
4.1 Обувной материал на основе полиуретана СКУ-ОМ 75
4.2 Набоечный материал на основе СКУ-ПФЛ 82
4.3 Обувной клей Desmokol 400 87
Выводы 92
Литература
Введение к работе
В настоящее время легкая промышленность и в том числе производство обуви нуждается в новых материалах и прогрессивных технологиях. Среди обувных материалов широкое распространение приобрели полиуретаны (ПУ), современное производство которых позволяет получать монолитные и микроячеистые, эластичные, жесткие и полужесткие материалы, используемые в легкой промышленности для подошв обуви, клеев, в качестве лаков и покрытий, волокон, пропиточных составов текстильных материалов, упаковки и т.п. При этом материал низа обуви, клеевые крепления деталей обуви должны обладать высоким качеством: надежностью, прочностью, а их производство технологичностью и экономичностью.
Проблема выпуска обувных материалов, обеспечивающих надежность в различных условиях эксплуатации, остается актуальной и сегодня. Для решения этой проблемы необходима разработка новых технологий, позволяющих получать высококачественные материалы с минимальными энергетическими, материальными и трудовыми затратами.
В тоже время из существующих областей химии высоких энергий значительное развитие получила звукохимия, изучающая химические реакции, возникающие под действием акустических колебаний в среде. Волновое воздействие в ряде случаев позволяет сократить время процесса, создать более мягкие условия его протекания, повысить уровень потребительских показателей. Вот почему, целесообразным следует считать акустическую обработку (АО) материалов, используемых в легкой промышленности, в частности полиольной составляющей ПУ. Диссертационная работа выполнена по заданию Министерства образования РФ по проведению в 2001-2005 гг. научных исследований по тематическому плану НИР п. 1.5.01.и плану НИОКР АН РТ №07-7.1-183/ 2003-2005гг. «Разработка научно-технологических основ акустического воздействия на структуру и реакционную способность полиэфиров, выпускаемых ОАО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Казанский завод СК» с целью интенсификации процесса получения полиуретанов».
Целью диссертационной работы является создание обувных материалов, обладающих улучшенными прочностными, адгезионными характеристиками при сохранении комплекса физико-механических показателей по энергосберегающей технологии за счет низкочастотной акустической обработки гидроксилсодержащей составляющей материала.
Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались современные и стандартные методы, их результаты сравнивались с нормативными показателями и известными экспериментальными и теоретическими данными других авторов. Использовались химический, ИК-спектроскопический, вискозиметрический методы, метод электронной микроскопии. Физико-механические показатели ПУ материалов определялись в соответствии с ГОСТами.
Результаты измерений и исследований обрабатывались с применением методов математической статистики.
Научная новизна работы состоит в создании полиуретановых обувных материалов с помощью низкочастотной акустической обработки гидроксилсодержащей составляющей, позволяющей проводить процесс их получения и переработки в мягких условиях с существенно более высокими показателями.
Для ряда сложных полиэфиров выявлена определенная «резонансная» частота 8 кГц, при которой их акустическая обработка вызывает изменение физических показателей, таких как вязкость, плотность и показатель преломления. Для форполимера на основе политетрагидрофурана и 2,4-толуилендиизоцианата это показание соответствует 4,6 кГц.
Акустическая обработка вызывает усиление реакционной способности полигликольадипинатов, благодаря формированию пространственной упорядоченности ассоциатов, образованных водородными связями, являющимися фиксированными заготовками, которые играют роль матриц при создании в соответствующих условиях материала заданной структуры с регулируемым и более высоким комплексом показателей, нежели без акустической обработки.
Практическая значимость работы заключается:
? в разработке технологий производства обувных материалов на основе СКУ-ОМ и СКУ-ПФЛ с использованием акустической обработки гидроксилсодержащей составляющей, что позволяет получать экономичные изделия с повышенными прочностными показателями;
? в разработке экономичной технологии производства полиуретанового клея Desmokol 400 с применением акустической обработки раствора клея, обладающего повышенными значениями адгезионной прочности;
? в создании высококачественных изделий обувного назначения на основе полиуретановых материалов с использованием акустической обработки.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Результаты экспериментальных исследований повышения физико-механических показателей обувных подошвенных материалов на основе СКУ-ОМ и СКУ-ПФЛ с помощью низкочастотной акустической обработки гидроксилсодержащей компоненты.
2. Результаты экспериментальных исследований изменения физических показателей и реакционной способности акустически обработанных полигликольадипинатов, связанных с формированием ассоциативных образований пространственной упорядоченности, благоприятной для их взаимодействия с диизоцианатом, которые увеличивают плотность и повышают порядок построения пространственной сетки полимера, что выражается в увеличении прочностных свойств ПУ материалов.
3. Результаты экспериментальных исследования влияния частоты акустической обработки на величину АН, являющуюся мерой воздействия акустической обработки. Оптимальная частота для полиэфиров составляет 8 кГц, время обработки 20 минут при 70°С, для СКУ-ПФЛ-100 4,6 кГц, время обработки 25-30 минут при 60-70°С, для растворения клея Desmokol 400 - 30 минут, частота обработки 7,4 кГц при 20 °С.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит: в выборе и обосновании методик экспериментов; непосредственном проведении эксперимента; в анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов; в разработке новых материалов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: 4-ая конференция молодых ученых РТ, Казань, 10-12 декабря 2001 г.; VI международная конференция по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия-2002", Нижнекамск 2002 г.; научных конференциях "Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии", г. Уфа 7-10 октября 2002 г.; «Производство и применение эластомерных материалов в строительстве», Казань, 1 октября 2002 г.; II и III Кирпичниковских чтениях, Казань 2001 и 2003 г.г.; 10 конференции «Резиновая промышленность. Сырье, материалы, технология», Москва, май, 2003г., 11 международной конференции студентов и аспирантов «Синтез, свойства и переработка высокомолекулярных соединений» 24-25 мая 2005г., на международной конференции «Олигомеры IX», Одесса, сентябрь 2005 г., на международной конференции «Актуальные вопросы нефтехимии», г. Уфа октябрь 2005 г., семинарах и научных сессиях Казанского государственного технологического университета 2001-2006 гг.
Публикации. Основные результаты исследований и практической реализации опубликованы в 3 статьях и 11 материалах докладов.
Объем работы. Диссертация изложена на 104 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, состоящего из 112 наименований, приложения. Работа иллюстрирована 26 рисунками и содержит 15 таблиц.
Автор выражает благодарность д.т.н., профессору кафедры химической технологии синтетического каучука Казанского государственного технологического университета Зенитовой Любовь Андреевне за помощь при выполнении работы и обсуждении результатов исследования.
