90902

Влияние способа увлажнения на физико-механические свойства обувных материалов

Лабораторная работа

Физика

Изучить влияния способов увлажнения на предел прочности при разрыве и пластичность материалов для верха обуви. Изучение влияния увлажнения на физико-механические свойства обувных материалов связано с наличием в технологии изделий из кожи следующих технологических операций: экспрессувлажнение заготовки верха обуви перед обтяжнозатяжными операциями влажнотепловая обработка и в некоторых случаях утюжка верха для окончательной посадки заготовки на колодке. В целом пластичность материала существенно зависит от степени его...

Русский

2015-07-10

67.73 KB

0 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ТЕМА: "Влияние способа увлажнения на физико-механические свойства обувных материалов".

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить влияния способов увлажнения на предел прочности при разрыве и пластичность материалов для верха обуви.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

- определение механических свойств материалов в условиях равновесной влажности;

- увлажнение материала намоканием, окунанием с пролежкой, сорбцией влаги при заданной температуре и термодиффузионным методами;

- определение механических свойств увлажненных различными способами материалов;

- определение влажности воздуха.

МАТЕРИАЛЫ: Образцы (размеры 140х25 мм) кож для верха обуви различных методов дубления и отделки, подкладочных кож, текстильных материалов для верха и подкладки.

ОБОРУДОВАНИЕ: Термошкаф с регулятором температуры, аналитические весы, разрывная машина РТ-250, психрометр, толщиномер.

Изучение влияния увлажнения на физико-механические свойства обувных материалов связано с наличием в технологии изделий из кожи следующих технологических операций: экспресс-увлажнение заготовки верха обуви перед обтяжно-затяжными операциями, влажно-тепловая обработка и, в некоторых случаях, утюжка верха для окончательной посадки заготовки на колодке. Для эффективного выполнения указанных операций технологического процесса материал должен обладать определенной влажностью, позволяющей деформировать его в заданных пределах без существенной потери прочностных свойств, а также достичь хорошей формуемости и требуемой формоустойчивости готового изделия.

кожа

ткань

XТ

XИК

0

Р

Δl, мм

Р´усл

Русл

Δl´усл

Δlусл

Последний показатель в значительной степени определяется пластической деформацией при растяжении как некоторой величиной, близкой к величине деформации при разрыве материала (рисунок 1).

Рисунок 1 Кривые растяжения материалов.

Пластичность П рассчитывается как отношение остаточной деформации εост (2), носящей необратимый характер, к относительной общей деформации εобщ (3).

       (1)

       (2)

,       (3)

где: усл - удлинение при Русл, мм; Русл=30% от Рразрывной

  - остаточное удлинение после пролежки, мм;

  - начальная длина рабочей зоны, мм.

Время пролежки 30 мин.

Большинство современных обувных материалов, в том числе натуральные кожи для верха, обладают повышенной эластичностью, но меньшим пределом прочности и жесткостью. Такая тенденция обусловлена, прежде всего, требованиям и комфортности обуви и достаточно быстрой приформовываемости верха к стопе. При этом происходит естественное снижение формоустойчивости обуви, которое компенсируется применением термопластичных каркасных материалов, придающих изделию эффект "пинг-понга".

В случае использования в заготовке текстильных одно- или многослойных материалов определение пластичности необходимо проводить при условном напряжении σусл, достигаемом при удлинении равном 75% от разрывного, которые находятся  по кривой растяжения, снятой с прибора. При отсутствии записывающего устройства на разрывной машине рекомендуется проводить определение П (пластичность) при условной нагрузке Русл равной 75% от разрывной.

В целом пластичность материала существенно зависит от степени его увлажненности, рассчитываемой по формулам:

     (5)

,      (6)

где: W – намокаемость, %;

В – влагоемкость, %;

 g0 – вес абсолютно сухого образца, г;

 g1 – вес воздушно-сухого образца, г;

 g2 – вес образца после увлажнения, г.

В свою очередь величины W и B зависят от метода дубления кожи, ее пористости, содержания жирующих веществ, топографии. В случае текстильных материалов на эти показатели оказывают влияние вид переплетения нитей, метод отделки, наличие покрытия или пропитки ткани. Кроме этого, необходимо учитывать технологические факторы процесса увлажнения – температуру, давление, время.

В лабораторной работе рассматриваются четыре способа увлажнения материалов: намокание, окунание с пролежкой, сорбция и термодиффузионный способ. Если в первом и втором случаях затрагивается макро- и микроструктура материала, то в двух последних - происходит более глубокое проникание влаги в тонкую структуру материала и образование физико-химической связи с волокнами. Увеличение тягучести материала при первых двух способах происходит относительно быстро, но не на максимально возможную величину и сохраняется недолго. При сорбции влаги этот показатель достигает предельных значений, однако процесс увлажнения требует большего времени. Термодиффузионный метод увлажнения является наиболее перспективным

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Для выполнения работы каждой бригаде выдается по 6 образцов одного материала, из которых 2 образца испытывают на определение Рраз и П в воздушно-сухом состоянии и 4 образца - на увлажнение двумя способами. Каждый из 4 образцов взвешивают до и после увлажнения для определения W%. Один образец из каждой пары подвергают испытанию на определение предела прочности, после чего рассчитывают Русл при σкл=10Мпа для натуральных кож или при 75% от Рраз  для текстильных материалов. Второй образец идет на определение пластичности.

Для увлажнения намоканием 2 образца погружают в воду под груз на 1.5 часа, после чего их вынимают и обсушивают фильтрованной бумагой.

При окунании с пролежкой 2 образца погружают в воду на 0,5 часа с последующим удалением с поверхности излишков влаги и пролежкой в течение 30 минут.

Увлажнение сорбцией паров влаги проводят в термошкафу при температуре 50±2оС в течение 1,5 часа, для чего 2 образца помещают в эксикатор с водой и плотно закрывают крышкой. Увлажнение можно проводить (по усмотрению преподавателя) с помощью водяной бани открытого типа при температуре 75-80оС в течение 30-60 мин.

По окончании увлажнения тем или иным способом образцы взвешивают, испытывают, и результаты измерений заносят в таблицу 1.

Определение параметров окружающей среды

Относительную влажность воздуха в помещении определяют с помощью психрометра ПО по разности температур влажного и сухого термометров.

Определение предела прочности и удлинения при разрыве. Определение пластичности.

Определение Рраз и εр проводят согласно ГОСТ938.11-69 «Кожа. Метод испытания на растяжение» на образцах 100х10 мм с размером рабочей зоной 50х10 мм по ГОСТ 938.0-75 «Кожа. Правила приемки. Методы отбора проб». Допускается использование образцов размером 140х25 мм с рабочей зоной 100х25 мм. Для измерения толщины используют толщиномер типа ТА-1 с ценой деления 0,01 мм. Испытание образцов проводят на динамометре РТ-250 М.

       (7)

,       (8)

где:   σр – предел прочности, МПа (1кгс/мм2=10 МПа);

 F – площадь поперечного сечения, м2;

 Рраз – нагрузка при разрыве, Н;

 εp – относительное удлинение, %;

 - абсолютное удлинение при разрыве, мм;

 0 - длина рабочей зоны, мм.=100мм

Для определения пластичности материалов по ГОСТ 938.11-69 «Кожа. Методы испытания на растяжение» образец подвергают растяжению до величины Русл; останавливают динамометр, фиксируют полученное при этом значение . После этого образец «разгружают», дают пролежку 30 мин и замеряют . Затем определяют изменение механических свойств (σ, ε и П) относительно воздушно-сухого состояния материала.

Относительную влажность в объеме эксикатора, находящегося в термостате определяют с помощью аспирационного психрометра М-34.4.

Изменение показателей свойств рассчитывают по формулам:

(%)    (9)

(%)    (10)

(%)     (11)

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Заполнить таблицу и рассчитать показатели физико-механических свойств материалов. Оценить прирост влаги в каждом способе увлажнения

Построить диаграмму зависимости предела прочности и пластичности материала от способа увлажнения.

Построить график изменения σ и П в зависимости от продолжительности увлажнения (задается преподавателем).

Провести анализ результатов и сделать вывод о влиянии способов увлажнения на изменение свойств материала.

Построить диаграмму, показывающую изменения деформационно-прочностных свойств обувных материалов в зависимости от способа увлажнения.

В выводах проанализировать результаты эксперимента. Сравнить свои результаты эксперимента с результатами других бригад

ЛИТЕРАТУРА:

  1.  Зыбин Ю.П. и др. Материаловедение изделий из кожи. М.: Легпромиздат, 1972.
  2.  Справочник обувщика, т.1. М.: Легпромбытиздат, 1988.
  3.  Справочник обувщика, т.2. М.: Легпромбытиздание, 1989.

Таблица 1 Результаты испытаний показателей физико-механических свойств обувных кож

№ образца

Толщина образца, М

Площадь поперечного сечения. Fср, м2

Разрывная нагрузка Рр, Н

Предел прочности при разрыве σр, МПа

Относительное удлинение при разрыве εр, %

Условная нагрузка Русл, Н

общ, м

ост, м

Пластичность, %

Относительное изменение свойств, %

∆σр

∆εр

∆П

Расчеты по работе:

W0(Намокание)

W0(Окунание с пролежкой)

W0(Термодиффузионный)

W0(Сорбция паров воды из воздуха)

Выводы:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



№ бригады

Предел прочности при разрыве σр, МПа

Среднее значение по группе

Относительное удлинение при разрыве εр, %

Среднее значение по группе

Пластичность, %

Среднее значение по группе

Относительное изменение свойств, %

∆σр

∆εр

∆П

Воздушно-сухой

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Намокание

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Окунание с пролежкой

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Термодиффузионный

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сорбция паров воды из воздуха

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22813. Соціально-економічний розвиток У. у складі Росії у І пол. 19 ст 37 KB
  Для перевезення такої кількості використовувалися щонайменше 120130 тис. Приблизно в середині 40х років фабрична продукція активно витискує мануфактурну з ринку. із 146 тис. 50х років на У діяло 25 тис.
22814. Українське національне відродження 45.5 KB
  Період зародження нової української культури характеризується виникненням посиленого інтересу до історичної минувшини рідного народу його побуту і мистецьких здобутків. Котляревському належить велика заслуга й у відродженні української драматургії. Входження української культури в загальнослов’янський та світовий культурний процес 18401880 рр. на Правобережжі та поширення на ці землі українського національнокультурного руху з Лівобережжя у відповідь на посилену русифікаторську політику царизму зробило центром української романтики та...
22815. Українське питання 49.5 KB
  Українське питання Перша світова війна розпочата через суперечності між двома ворожими військовополітичними блоками що сформувалися на зламі ХІХХХ ст.Посилили суперечності що виникли між двома блоками національні питання у Східній Європі.Посилили суперечності що виникли між двома блоками національні питання у Східній Європі.Отже британський уряд задекларував намагання розв'язувати національні проблеми народів поневолених ворогами Антанти прагнучи використати національні питання як зброю проти держав австронімецького блоку.
22816. Україна в роки І Світової війни 33.5 KB
  АвстроУгорщина претендувала на Поділля та Волинь. Більшість західноукраїнців вирішили взяти бік АвстроУгорщини. Для досягнення цієї мети Союз вважав за доцільне співробітництво з Німеччиною та АвстроУгорщиною. Австроугорське командування повірило в провокаційні чутки розповсюджувані польською адміністрацією провінції про таємні симпатії українців до росіян унаслідок чого відступаючі габсбурзькі війська вдалися до переслідувань українців яких постраждали тисячі.
22817. Політичне становище в Україні після повалення царського режиму. Організація і діяльність Центральної ради. Проголошення Української Народної Республіки 38.5 KB
  2й військовий з'їзд червень того ж року запропонував Центральній Раді домогтися національної автономії України. Тоді ж у Києві відбувся 1й селянський з'їзд котрий також висловився за автономію України і обрав Раду селянських депутатів як складову частину Центральної Ради. відбулися переговори делегації ЦР із Тимчасовим урядом і Петроградською Радою щодо офіційного визнання автономії України у складі Росії. ЦР оприлюднила свій І Універсал в якому проголошувалась автономія України а Центральна Рада найвищим органом держави.
22818. Причини, основні завдання та особливості Лютневої (1917 р.) революції в Росії 29.5 KB
  революції в Росії. В Росії виникає двовладдя. Ліберальні депутати Державної Думи Росії сформували Тимчасовий уряд який спирався на буржуазію поміщиків на панівний клас інтереси яких виражав. Друга влада в Росії Петроградська влада робітничих та солдатських депутатів.
22819. Зовнішня політика УНР. Берестейській договір та його наслідки 33 KB
  У зовнішній політиці Директорії вдалося розширити міжнародні зв'язки УНР її визнали Угорщина Чехословаччина Голландія Італія. Не визнали УНР країни Антанти й відроджена Польща яка претендувала на Правобережну Україну. Не визнавши гетьманської адміністрації дипломати країн Антанти не збиралися визнавати й поновлену УНР.
22820. Проголошення ЗУНР та її злука з УНР 30 KB
  у Львові відбулося загальне собранне укр. політичних діячів Галичини і Буковини що обрало керівний орган Національний Рада що заявив про прагнення об'єднати усе західноукр. Национальный Рад увів війська у Львів і в Східну Галицню проголосив 18 листопада 1918 р утворення Западноукрдинской Народної республіки ЗУНР Президент Е. Було зроблене таке: для захисту республіки утворив власну Укр.
22821. Ассортимент товаров. Определения. Характеристика товарного ассортимента. Структура ассортимента. Формирование ассортимента. Ассортиментная политика 21.33 KB
  Одной из важнейших товароведных характеристик товаров является ассортиментная характеристика, которая определяет принципиальные различия между товарами разных видов и наименований. Ассортимент товара - перечень товаров, объединенных по какому-либо признаку и удовлетворяющие потребности человека.