Исследование зависимости прочности клеевых соединений от технологических параметров склеивания при изготовлении верхней одежды (стр. 1 из 18)

Содержание

Введение

1. Анализ методов, применяемых при определении прочности клеевых соединений при производстве верхней одежды

1.1 Теория склеивания

1.2 Анализ методик на определение прочности клеевого соединения

2. Исследование влияния технологических параметров на прочность клеевого соединения

2.1 Исследование влияния температуры дублирования на прочность клеевых соединений

2.2 Исследование влияния давления дублирования на прочность клеевых соединений

2.3 Исследование влияния времени дублирования на прочность клеевых соединений

2.4 Исследование влияния скорости расслоения на результаты прочностных характеристик клеевого соединения

2.5 Применение анализа размерностей для исследования зависимости прочности склеивания от определяющих факторов

3. Разработка методики на экспресс оценку прочности клеевых соединений при производстве верхней одежды

4. Исследование конъюнктуры рынка термоклеевых прокладочных материалов

5. Охрана труда и промышленная экология

5.1 Охрана труда

5.2 Промышленная экология

Заключение

Введение

Выбор клеевых материалов для изготовления одежды осуществляется в зависимости от ассортимента, назначения и выбранной технологии швейных изделий; условий эксплуатации одежды, способов ухода за изделиями; вида и свойств используемых для одежды основных материалов (материалов верха); химического состава, физико-химических и физико-механических свойств клеевых материалов; вида оборудования, применяемого для склеивания [2].

При появлении фронтального дублирования на швейных предприятиях значительно улучшились внешний вид изделия, и упростилась технология их пошива. При фронтальном дублировании происходит соединение основных (крупных) деталей одежды (например, полочек пальто, костюмов, плащей) с термоклеевыми прокладками по всей поверхности детали или её части [1].

Удельный вес операций клеевой технологии в общей трудоемкости пошива верхней одежды сейчас составляет 0,9...6,5%, а в абсолютном выражении на их длительность приходится от 12 до 600 с. Степень распространения операций клеевой технологии непосредственно влияет на качество и общую трудоемкость изготовления одежды, объемы потребляемых энерготехнологических сред (электроэнергии, сжатого воздуха), производительность труда. Внедрение операций клеевой технологии потребовало оптимизации и совершенствования процессов раскроя, ниточного соединения, влажно-тепловой обработки [3].

Термоклеевые прокладочные материалы – это невидимый каркас, придающий швейным изделиям объёмную форму. Их стоимость в цене швейных изделий невелика (в среднем 10%), но они оказывают решающее воздействие на товарный вид изделий.

В данной дипломной работе исследуется зависимость прочности клеевых соединений от технологических параметров склеивания при изготовлении верхней одежды. Прочность клеевых соединений определяется прочностью адгезионной связи, т.е. связи между пленкой клея и склеиваемым материалом, и прочностью самой клеевой пленки. Однако при фронтальном дублировании деталей одежды не всегда слои клеевой системы соединяются достаточно прочно. На прочность склеивания отрицательно влияют операции увлажнения изделия, например, в процессах пропаривания при окончательной обработке, при чистке и стирке. В некоторых случаях от воздействия влаги возможно самопроизвольное расклеивание деталей при эксплуатации. Кроме того, на предприятиях подбирать и проверять режимы дублирования сложно, а иногда и невозможно, так как в настоящее время не налажен серийный выпуск приборов для контроля прочности склеивания – главного критерия качества клеевого соединения слоёв материала [3].

Для анализа и решения изложенной проблематики проводятся исследования по обработке рациональных режимов дублирования, ведется поиск в области дублирования новых материалов и создания приборов для контроля за процессом дублирования на предприятиях. Целью дипломной работы анализ существующих методик на исследование прочности клеевого соединения.

1. Анализ методов, применяемых при определении прочности клеевых соединений при производстве верхней одежды

1.1 Теория склеивания

Процесс образования клеевого соединения является многостадийным и многофакторным. Склеиванию подвергают многие виды текстильных материалов с различным строением, химической и волокнистой природой. Для этого используют адгезивы с соответствующим химическим составом. Чтобы выбрать нужный адгезив для соединения деталей одежды, необходимо знать сущность адгезии.

Интерес к адгезии возник примерно в середине 40-х гг. XX в. Одним из основных затруднений при исследовании механизма адгезии является то обстоятельство, что предмет исследования относится к нескольким отраслям науки: учению о макромолекулах, физической химии поверхностей и промежуточных поверхностей, материаловедению, механике, теории разрушения [4].

В настоящее время при изучении и объяснении особенностей проявления адгезии используют разные теории, которые находятся в большой зависимости от области их применения. Многие теоретические модели адгезии дополняют друг друга, а некоторые находятся в противоречии между собой. Наиболее распространенными являются следующие теории:

1 механическая;

2 адсорбционная теория высокополимерных материалов;

3 электронная;

4 реологическая (теория пограничных слоев и промежуточных фаз);

5 поглощения (термодинамическая);

6 диффузии;

7 химических связей;

8 склеивания текстильных материалов.

Каждая из перечисленных теорий имеет преимущественное значение для определенного вида твердых тел в зависимости от условий склеивания. Поэтому они не отвергают друг друга, а формируют общее многостороннее явление, которое называют адгезией.

Почти все основные теории были разработаны не для текстильных материалов, а для твердых тел, поэтому при использовании их в применении к текстильным материалам необходимо учитывать, что все компоненты адгезионного взаимодействия (клеи и текстильные материалы) представляют собой высокополимерные материалы.

Механическая теория. Общепризнанным фактом является то, что адгезия определяется не только межмолекулярным взаимодействием на границе фаз, но и механическим поведением материалов.

Механическая связь между клеем и субстратом с этой точки зрения подобна шиповому или заклепочному соединению. Наиболее наглядный пример механического сцепления представляет собой пара "каучук — текстильный материал". Проникновение концов волокон в каучук является наиболее важным фактором, влияющим на прочность клеевого соединения. Для расчета силы

разрушения клеевого соединения используют следующее выражение:

, (1.1)

где

— постоянный коэффициент;

— компонент механического взаимодействия (пора, трещина и т.п.);

— площадь взаимодействия компонентов поверхностей склеенных тел.

Согласно уравнению (1.1) сильное сцепление может быть достигнуто путем регулирования формы поверхности и показателей ее физико-механических свойств, т.е. величины S. В частности, увеличение шероховатости поверхности способствует повышению прочности клеевого соединения. Шероховатость поверхности текстильных материалов может быть повышена как механическими способами, в частности ворсованием, так и физико-химическими способами с применением плазмы. Оба способа пригодны для повышения прочности клеевых соединений текстильных материалов и используются на практике. Шероховатость поверхности текстильных материалов, описываемая с помощью специальных материаловедческих терминов, влияет на площадь адгезионного контакта [4].

Адсорбционная теория высокополимерных материалов наиболее полное развитие получила в 1944—1947 гг. Образование адгезионного соединения согласно этой теории происходит в две стадии.

На первой стадии после нанесения жидкого адгезива на поверхность субстрата происходит миграция макромолекул адгезива из раствора к поверхности субстрата вследствие броуновского движения. Полярные группы макромолекул адгезива приближаются к полярным участкам (активным центрам) субстрата. Действие внешнего давления и высокая температура ускоряют этот процесс.

На второй стадии имеет место сорбция. При расстоянии между молекулами адгезива и субстрата менее 5 нм начинают действовать молекулярные силы, энергия которых составляет (кДж/моль), до: водородные – 50; диполь-дипольные – 20; дисперсионные - 41,8; индуцированные дипольные – 2.

Слабость этой теории обычно видят в несовпадении значений фактической работы расслаивания клеевого соединения и теоретически рассчитанной энергии всех межмолекулярных сил, которые могут возникнуть: первая всегда больше второй.

Применительно к объектам швейного производства данная теория не объясняет, почему возникает адгезионное соединение между неполярным полиэтиленом и некоторыми видами неполярных волокон. Использование ее в практических целях, например для прогнозирования прочности клеевых соединений деталей одежды, невозможно [4].

Электронная теория впервые была выдвинута группой российских ученых под руководством Б.В.Дерягина в 1948 г. В ее основе лежит физическое явление — выравнивание уровней Ферми за счет передачи электронов от адгезива к твердому телу при их контакте. Это явление может способствовать появлению на промежуточной поверхности двойного слоя электронов, в котором возникшие электростатические силы могут существенно увеличить адгезию. По этой теории соединение адгезива и твердого тела можно рассматривать как конденсатор.