Исследование влияния акустического воздействия на адгезионную прочность клеевых соединений в обувной промышленности

Нуруллина Г.Н.; Абуталипова Л.Н.

УДК 677.014

Г. Н. Нуруллина, Л. Н. Абуталипова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АДГЕЗИОННУЮ ПРОЧНОСТЬ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОБУВНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ключевые слова: ультразвуковые колебания, адгезив, озвучивание, прочность, плазма.

В статье представлены результаты исследования адгезионной прочности клеевых соединений при использовании различных субстратов и клеёв. Показано, что использование ультразвуковых колебаний способствует увеличению прочностных характеристик клеевых соединений.

Keywords: ultrasonic fluctuations, adhesive, scoring, durability, plasma.

Results of research of adhesive durability of glue connections when using various substrata and glues are presented in article. It is shown that use of ultrasonic fluctuations promotes increase in strength characteristics of glue connections.

Введение

В нашей стране имеется положительный опыт внедрения плазменных технологий и мощных ультразвуковых колебаний [1]. Проведение научных разработок о влиянии звуковых и ультразвуковых колебаний на модификацию материалов свидетельствуют о больших возможностях применения акустических колебаний для оптимизации различных процессов.

Известно, что ультразвук приводит к ускорению целого ряда органических реакций. Так, скорость гидролиза активных винилсульфоновых красителей при воздействии ультразвуковых колебаний на процесс увеличивается на 50%. Повышение активации звуко-химических реакций может происходить вследствие интенсификации кавитационных процессов, обусловленных отклонением распределения пузырьков от их равновесного значения. Установлено, что подбирая максимальную частоту ультразвука можно селективно выводить звукохимическую реакцию на максимальную производительность. С целью повышения качества и сокращения времени обработки изделий в ультразвуковом поле, возбуждаемом ультразвуковыми преобразователями, питаемыми от одного источника, было предложено осуществлять дискретную девиацию частоты ультразвуковых колебаний в пределах резонансных частот последовательно от одного преобразовате-

ля к другому, при этом последовательно в течении каждого интервала времени осуществлять подстройку частоты на резонансную частоту каждого преобразователя, а амплитуда каждого из них должна поддерживаться на заданном уровне. С целью повышения адгезии покрывной пленки к коже предлагается использовать вибрационное воздействие с частотой колебаний 20 - 1000 Гц в направлении, перпендикулярном поверхности кожи.

В связи с вышесказанным, целью работы является исследование возможности использовать ультразвуковые колебания в технологических процессах склеивания деталей обуви. Исследования проводились в экспериментальной лаборатории кафедры «Мода и технологии» [2]. Для опытных образцов выбирались материалы в сочетаниях, моделирующие клеевые соединения материалов в обувных изделиях. Общепринятым материалом для лабораторных исследований клеевых соединений являются: двухслойная и однослойная кирза, кожа натуральная, пористая резина, шарголин, кожа синтетическая, кожволон. В качестве адгезива использовали следующие клея: наиртовый, УКБ-1.

Исследуемые системы подвергались акустическому воздействию с частотой 75, 127, 227 и 5626 Гц (табл. 1-4).

Таблица 1 - Зависимость прочности (Н/см) от частоты озвучивания, при использовании субстрата - кожа натуральная, пористая резина

Субстрат Адгезив Частота волны, Гц

1 2 0 75 127 5626

прочность Н/см

Кожа натуральная Пористая резина наиритовый 10,7 15,6 15,4 14,8

Таблица 2 - Зависимость прочности (Н/см) от частоты озвучивания, при использовании субстрата - кирза

Субстрат Адгезив Частота волны

1 2 0 Гц 75 Гц 127 Гц 5626 Гц

прочность Н/см

Кирза нат. Кирза синт. УКБ-1 10,6 15,2 17,1 15,5

Кирза нат. Кирза синт Наиритовый 45 51,39 53,1 52,17

Таблица 3 - Зависимость прочности от частоты озвучивания, при использовании субстрата - шарголин

Субстрат Адгезив частота волны

1 2 0 Гц 75 Гц 127 Гц 5626 Гц

прочность Н/см

Шарголин нат. Шарголин синт. Наиртовый 3,6 7,5 8,3 7,8

Шарголин нат. Шарголин синт. Наиртовый 12,23 12,17 12,07 11,72

Таблица 4 - Зависимость прочности от частоты озвучивания, при использовании субстрата - кожа синтетическая, кожволон

Субстрат Адгезив частота волны

1 2 0 Гц 75 Гц 127 Гц 5626 Гц

прочность Н/см

кожа синтети- Кожволон УКБ-1 1 6,2 7,2 6,1

ческая

При акустическом воздействии непосредственно на наиритовый клей в течении 20 мин и склеивание им натуральной кожи с пористой резиной, при испытании прочности связи клеевого соединения показало, что при озвучивании с частотой 75 Гц и 127 Гц происходит увеличение прочности на 20-21 %. Зависимость прочности связи от частоты волны криволинейна и имеет максимум при частоте колебаний 127 Гц. (табл. 1).

С дальнейшим увеличением частоты звукового воздействия происходит уменьшение прочности связи.

При акустическом воздействии низкими частотами происходит по всей вероятности уменьшение вязкости наиритового клея за счет разрушения структурных связей.

Низкая вязкость клея приводит к лучшему проникновению его в поры кожи и пористой резины, что приводит к увеличению прочности соединения. Также увеличение адгезионной прочности может происходит за счет "накачки" энергии в систему, что приводит к активации макромолекул. Последнее в свою очередь усиливает межмолекулярное взаимодействие между адгезивом и субстратом.

Таким образом, результаты экспериментов, представленных в таблицах 1-4 показывают, что при озвучивании адгезионная прочность увеличивается на 20-45% при использовании в качестве адгезива клей УКБ-!.

Литература

1. Абдуллин, И. Ш. Определение цветовых характеристик хлопчатобумажного трикотажного полотна после крашения активным красителем марки «Ремазоль RR синий» / Абдуллин И.Ш., Азанова А.А., Нуруллина Г.Н., Мингалиев Р.Р. // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №5. - С. 7-11.

2. Зайцева М.Ю.. Исследование основных физических свойств вспененного полиэтилена высокого давления для применения в изделиях лёгкой промышленности / М.Ю. Зайцева, Л.Г. Хисамиева// Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - №9. - С. 210213.

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Нуруллина Г.Н., Абуталипова Л.Н.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Нуруллина Г.Н., Абуталипова Л.Н.

Текст научной работы на тему «Исследование влияния акустического воздействия на адгезионную прочность клеевых соединений в обувной промышленности»