Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время развитие швейной промшлен ности тесно связано с увеличением объема выпуска текстильных материалов из химических волокон и нитей, доля которых в мировом производстве текстильного сырья составляет свыше 50$. Среди основных видов синтетических волокон и нитей доля полиамидных составляет около ЗС$. Благодар: знсоким показателям механических и эксплуатационных свойств- текстильны) материалы полиамидной группы нашли широкое применение в производстве явейннх изделий специального назначения (упаковочные чехлы, тенты, фильтры, спецодежда и др.). Эксплуатация таких изделий показала, что о< говной причиной выхода их из строя является преждевременное разругаете соединений деталей, вызванное низкими показателями прочности и толговечности швов. Поэтому, решение проблемы улучшения качества и, іревде всего, повышения прочности и долговечности соединений деталей 5 изделиях специального назначения из материалов полиамидной группы шляется актуальным и представляет научный и практический интересы.
При использовании ниточного способа соединения возникает ряд іроблем, связанных с обработкой синтетических текстильных материа-юв, в том числе, полиамидной группы, что в конечном счете не обеспе-іивает требуемой прочности и надежности соединений в эксплуатации, [емаловажным фактором являются значительные материалоемкость и тру-[оемкость изготовления изделий данным способом.
Среди известных физико-химических способов при соединении текст-шьных материалов полиамидной группы достаточно перспективным является льтразвуковая сварка, основными преимуществами которой являются орошая свариваемость полиамидов, возможность соединения крупногабайтных деталей различной конфигурации, снижение материальных и трудо-ых затрат, а также повышение культуры производства за счет механизации автоматизации технологических процессов изготовления швейных
- 4 -изделий специального назначения,
В настоящее время ультразвуковая сварка применяется при изгої лении швейных изделий бытового назначения. Разработаны оборудован! и рабочие инструменты, определены оптимальные режимы соединения ос новных групп синтетических текстильных материалов. При этом сварнь соединения, прочность которых на расслаивание не превышает Э0# от прочности соединяемых материалов, отвечают требованиям потребителя
Изделия специального назначения в эксплуатации подвергаются і соким механическим нагрузкам, вследствие чего прочность соединений на расслаивание в таких изделиях должна быть не менее 50-60$ от ре рывной нагрузки ткани.
Недостаточная прочность сварных соединений является основной чиной, сдерживающей внедрение ультразвуковой сварки в производстве изделий специального назначения и требует дальнейшего совершенстве вания данного способа соединения.
Поскольку основной причиной снижения прочности сварных соедик ний являются радикальные структурные изменения, то исследование пр цессов, протекающих в полимере под воздействием ультразвука, позво определить пути повышения механических свойств сварных швов за сче сохранения исходной структуры полимера.
Значителный резерв повышения прочности сварных соединений кро ется в снижении концентраций напряжений в зоне пша, возникающей по, воздействием внешних нагрузок.
Отсутствие теоретических и экспериментальных исследований ука занных направлений повышения прочности сварных соединений из материалов полиамидной группы послужили основанием для выбора темы диссертационной работы, направленной на решение актуальной для швейноі промышленности задачи - использования ультразвуковой сварки при изготовлении швейных изделий специального назначения.
Целъю работы являются исследование и разработка способов повышения качества сварных соединений деталей швейных изделий специального ^значения из материалов полиамидной группы, обеспечиваящих получение 'ребуемой прочности и надежности.
Для достижения поставленной цели в работе предусматривается реше-:ие следующих задач: исследование возможности повышения прочности сварных соединений из атериалов полиамидной группы за счет использования полимеризацион-о способного слоя;
исследование механизма образования и структуры сварного соединения полимеризашюнно способным слоем;
разработка методики прогнозирования оптимальных размеров и ориен-эции элементов сварного.соединения;
исследование влияния основных параметров ультразвуковой сварки на ючность сварных соединений с полимеризационно способным слоем и іределение оптимальных режимов соединения;
изучение механических и эксплуатационных свойств сварных соедине-:й с полимеризационно способным слоем и разработка лабораторного тола оценки их качества;
разработка способов повышения качества сварных соединений материалов лиамидной группы и технических условий их выполнения в изделиях ециального назначения;
Методы исследования» При решении поставленных задач использовались спериментальные методы текстильного материаловедения, натурные и мольные эксперименты, теоретические подходы при построении методики огнозирования оптимальных размеров элементов сварных соединений, годы математической статистики, корелляционного и регрессионного ализов с применением ЭВМ. Исследование структуры сварных соединений оводилось методами реятгеноструктурного и дифференциально-термиче-ого анализов, растровой электронной микроскопии.
ЇЇАУчная ковизна работы состоит в следующем:
установлена возможность повышения прочности сварных соединений териалов полиамидной группы за счет использования полимеризацион» способных реагентов на основе водорастворимых олиговинилацеталей
теоретически получены распределения напряжений в сварных соедини ниях и разработана методика прогнозирования оптимальных размеров і ориентации элементов сварного шва;
получена математическая модель процесса ультразвуковой сварки кг роновых тканей с использованием полимеризационно способного слоя і определены оптимальные режимы соединений;
раскрыты структурные особенности формирования сварных соединени! с полимеризационно способным слоем и выявлены причины повышения из прочности;
разработан способ повышения прочности сварных соединений текстил материалов полиамидной группы, новизна которого подтверждена полоа ными решениями по двум заявкам на изобретения;
изучена кинетика износа сварных соединений с полимеризационно сп собным слоем в эксплуатации и лабораторных условиях.
Практическая значимость работы заключается в разработке спосо повышения качества сварных соединений капроновых тканей, позволяющ внедрить ультразвуковую сварку в производство изделий специального назначения. Разработана полимерная композиция на основе водораство олиговинилацеталей, использование которой позволяет повысить прочн сварных соединений на расслаивание до 50$ и выше от прочности 'исхо материала.
Разработана методика прогнозирования оптимальных размеров и о ции элементов сварногосоединения, использование которых повышает п ность последнего на 18-20$.
Разработана методика оценки качества сварных соединений по ре татам лабораторных испытаний.
Разработаны технические условия выполнения сварных соединений
ізготовленпи упаковочных чехлов из капроновых тканей. Ожидаемый эко-юмипеский эффект от внедрения разработанной технологии на Златоус--овской швейной фабрике составит 24,4 тыс. рублей на 100 тыс. изделий.
Апробация работы. Разработанный способ повышения прочности свар-мх соединений прошел производственную проверку, которая показала юложительные результаты его использования в производстве изделий пециального назначения. Основнне результаты работы доложены на науч-о-практической конференции "Научно-техническая продукция вузов бы-ового обслуживания - рынку 91-95" (Москва, 1991) и на научно-техни-еских конференциях МТИ (1989г., 1990г.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опублико-ано в восьми печатных работах.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, Зщих выводов, библиографического списка.