С. О. Косолапова, М. М. Юнусова, Л. Н. Абуталипова
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ЭТИЛЕНВИНИЛАЦЕТАТА В ПРОИЗВОДСТВЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБУВИ
Ключевые слова: специальная обувь, полимерные материалы, подошва.
В статье рассматриваются различные полимерные композиционные материалы, применяемые в производстве подошв специальной обуви с учетом их характеристик. Выбор этиленвинилацетатакак наиболее высокоэффективного материала в производстве деталей низа рабочей обуви.
Keywords: shoes, polymeric materials, PTFE.
The article discusses various polymeric composite materials used in the manufacture of soles shoes, taking into account their characteristics. Selection of the most high-performance ethylene as a material in the production of parts across the bottom of the shoe.
Изготовление рабочей обуви - это достаточно сложный и трудоемкий процесс, так как на выходе должна получиться специальная обувь, отвечающая всем требованиям техники безопасности труда и максимально способствующая защите работника от влияния опасных факторов. Рабочая обувь должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым определенному виду работ. Понятие специальная обувь подразумевает под собой ее дополнительные свойства: если условия производства таковы, что у работников есть большая вероятность наступить на острые и режущие предметы, то следует применять обувь с особо прочной подошвой; если обувь используется в холодное время года на улице, то предусматриваются элементы против скольжения; для работников, имеющих контакт с нефтью -применяются нефтестойкие материалы для обуви, в газовой промышленности нужна антистатичная обувь, сварщикам - защищающая от брызг расплавленного металла, в химической промышленности - устойчивая к воздействию щелочей и кислот и т.д. По этим причинам выбор материала для изготовления подошв защитной обуви имеет первостепенное значение [1].
В современном обувном производстве для изготовления подошвы используют следующие материалы: нитрил, полиуретан (ПУ),
поливинилхлорид (ПВХ), термоэластопласт (ТЭП), этиленвинилацетат (ЭВА), термопластичный полиуретан (ТПУ). Выбор материала зависит, прежде всего, от условий эксплуатации обуви специального назначения. Отличительной особенностью полимерных подошв является хорошая термостойкость и сохранение эластичности при низких температурах, стойкость к воздействию агрессивных сред, света, микроорганизмов, высокая степень гидроизоляции, высокая прочность при разрыве и устойчивость к многократному изгибу. Полимерные материалы, применяемые для изготовления подошвы, имеют свои характеристики, которые обеспечивают различные эргономические свойства обуви [2]. Нитрил лучше других подходит для подошв специальной обуви: устойчивый к скольжению, прочный, морозостойкий, подошвы не только не термопластичны, но даже жаростойки до +300оС. Его применение позволяет изготавливать
подошву с крупными грунтозацепами, он хорошо крепится к верху из кожи. Нитрил характеризуется достаточной износостойкостью и стойкостью к действию препаратов, высокой степенью сцепления с основой, простотой в уходе. К недостаткам нитрила можно отнести большую цену и сложность производства. Подошвы из полиуретана имеют ряд преимуществ: при относительно низкой плотности материала и небольшой массе подошвы рабочей обуви имеют высокие прочностные характеристики, сопротивление истиранию, устойчивость к
многократному изгибу, прекрасно крепятся к кожаному верху. Поры полиуретановых подошв рабочей обуви очень малы и не связаны друг с другом. К недостаткам можно отнести
нежелательность изготовления подошвы с
крупными и глубокими грунтозацепами -повышается вероятность перелома подошвы. Положительные характеристики обеспечивают высокие теплозащитные свойства и
водонепроницаемость низа обуви. Материал не термопластичный и не оставляет следов на
поверхности. ПУ-подошва относительно дешевая, по сравнению с другими видами подошв, этот материал не морозостойкий и достаточно скользкий. Термопластичный полиуретан устойчив к
истиранию, воздействию низких температур, разрыву и агрессивным средам, хорошо сцепляется с поверхностью, восстанавливает форму при деформации, способен прекрасно сопротивляться проколам, обладает сопротивлением к скольжению, возможно изготовление подошвы с крупными грунтозацепами. К недостаткам ТПУ можно отнести высокую плотность материала, которая, в свою очередь, отражается на весе и эластичности готового изделия. Подошва из этого материала относительно плохо крепится к верху заготовки при литьевом методе крепления. Материал не устойчив к высоким температурам (+80 0С) - далее подошва просто расплавится, что делает его непригодным для изготовления спецобуви, эксплуатация которой подразумевается в условиях агрессивных температур: горячие цеха, раскаленный асфальт и т.д. Степень крепления к верху обуви невысока, подошва из ПВХ недолговечна и достаточно тяжелая. Термоэластопласт износостоек, имеет
неплохие характеристики сцепления с заготовкой верха, широкий температурный рабочий спектр, материал термопластичен - становится вязким при температурах выше 700С, редко масло-бензостойкий, если маслобензостойкий - то
тяжелый. Имеет слабые прочностные
характеристики [3].
Среди современных композиционных полимерных материалов особое место занимает этиленвинилацетат, который является экологически чистым высокоэффективным вспененным каучуком. Этиленвинилацетат относится к полиолефинам, получается в результате сополимеризации этилена и мономера винилацетата.
Ацетокси-группы распределяются в этиленовой группе произвольно. Содержание
винилацетата определяет механические свойства сополимера, а также его тип (эластомер или термопласт). Чаще всего используют ЭВА с 10-50%-м содержанием винилацетата. При 100% винилацетата получается поливинилацетат. Из-за высокого содержания винила этиленвинилацетат приобретает высокую устойчивость к маслам, растворителям, озону и высокой температуре. Сополимеры с низким содержанием ацетата обладают свойствами, близкими к свойствам
полиэтилена низкой плотности. ЭВА обладает такими характеристиками как:
- лёгкость (в 4 раза легче, чем ПВХ);
- высокая амортизация;
- высокая износостойкость;
- диэлектричность;
- стойкость к воздействию химических веществ, таких как масла и растворители;
- гигиеничность (устойчивость к воздействию бактерий и грибков);
- удовлетворительные значения эластичности,
упругости, гибкости.
Благодаря большому спектру свойств материал ЭВА нашел широкое применение в
производстве специальной обуви. Обладает хорошими амортизирующими свойствами, превосходит полиэтилен по эластичности при низких температурах, обладает повышенной
адгезией к различным материалам. Обувь из материала ЭВА имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционной обувью из резины и ПВХ: более лёгкая, отличается повышенной
износостойкостью и прочностью, обладает отличными теплоизоляционными свойствами, масло- и бензостойкостью, сохраняет эластичность
даже на сильном морозе, позволяет получать разнообразную цветовую гамму. Также этиленвинилацетат является материалом, из которого чаще всего производятся промежуточные подошвы - слой между верхом и подошвой. Свойства этого вещества позволяют добиться необходимой легкости, мягкости и эластичности заготовки, надежного скрепления ее с верхом обуви. Благодаря пенообразному составу, обувь на ЭВА-подошве хорошо амортизируется, легко
восстанавливает свои формы при обратной деформации.
На кафедре моды и технологии разработана промышленная коллекция специальной обуви литьевого метода крепления для работников предприятий легкой промышленности в соответствии с ГОСТ 12.4.187 - 97 «Обувь специальная, кожаная, для защиты от общих производственных загрязнений». Настоящий стандарт распространяется на специальную обувь из натуральной, искусственной и синтетической кожи и с комбинированным верхом для защиты ног работающих от общих производственных загрязнений. Обувь предназначена для всех сезонов носки, включающая в себя ботинки различной конструкции. В разработанной коллекции для деталей верха применяется натуральная кожа хромового дубления, для деталей подкладки -искусственный мех, кожа подкладочная и полушерстяная байка. Материалы верха обуви обеспечивают оптимальный микроклимат внутриобувного пространства, который зависит от влагообменных и теплоизоляционных свойств этих материалов. Материалы, применяемые для деталей верха, подкладки и вкладных стелек химически стабильны, т.е. не изменяют своих свойств под действием пота и дезинфицирующих веществ.
Литература
1. Р.Н.Гимадитдинов Современные полиуретановые
материалы в обувной промышленности. Гимадитдинов Р.Н.. // Вестник Казанского государственного
технологического университета. - 2011.- №15.- С. 139140.
2. Берлин А.А., Вольфсон С А., Осимян В.Г., Ениколопов Н.С. Принципы создания композиционных полимерных материалов. М.: Химия, 1990, 240с.
3. Л.Л. Никитина Полимерные материалы в обуви с улучшенными эргономическими характеристиками. Никитина Л.Л., Жуковская Т.В., Галялутдинова Р.М. // Вестник Казанского государственного технологического университета. - 2012.- №7.- С. 121-124.
© С. О. Косолапова - ст. препод. каф. МТ КНИТУ, svetlanka19820801@mail.ru; М. М. Юнусова - ст. препод. той же
кафедры; Л. Н. Абуталипова - д-р техн. наук, проф., зав. каф. МТ КНИТУ.