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

1 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

76713. Основные виды страховых услуг в сфере страхования жизни 94.5 KB
  Особенности страхования жизни заключаются в обеспечении приемлемых доходов, уровня и качества жизни людей при наступлении случайных событий с неблагоприятными и благоприятными последствиями, именуемых страховыми случаями.
76714. Здоровье – понятие и его показатели 35.92 KB
  В научной литературе одновременно используют не только разные определения, но и различные подходы к их формулировке. Больше всего определений, рассматривающих здоровье человека как какой-то функциональный оптимум, как гармонию всех частей организма.
76715. Физическая культура и спорт как социальные феномены общества 111.05 KB
  Поскольку молодое поколение у нас занято в профессионально-образовательной сфере, его самостоятельность следует понимать особым образом, а именно как самостоятельность действий и самостоятельность мышления, тесно между собой связанные.
76717. Антивирусы 31.64 KB
  Антивирусное ПО, пришлось ждать не долго, оно появилось сразу после появления первых вредоносных программ. В нынешний момент над разработкой антивирусных программ трудятся целые корпорации во главе с тысячами людей...
76718. «Августовский путч» и его влияние на развал СССР 99.5 KB
  События 19-20 августа 1991 года занимают особое положение в отечественной литературе. С одной стороны, можно констатировать, что тема не обделена вниманием, а с другой - то, что преобладают издания мемуарного и публицистического плана, где, хотя и освещаются многие важнейшие...
76719. Индустриализация СССР: достижения и противоречия 92 KB
  В актуальности выбранной темы нет сомнений, так как в истории появляются все новые и новые материалы. И не все опираются на глубокие знания сложного переплетения исторических событий и фактов. И тема индустриализации обсуждается, многие ее аспекты рассматриваются по-иному.
76720. Прилуки – мій рідний край 32.73 KB
  У 1993 році кількість населення становила 74,1 тис. осіб. В 1999 році населення міста вже становить 70,7 тис. осіб, починаючи з 1993 року, населення Прилук зменшується в результаті механічного і природного руху. Чисельність наявного населення міста станом на 1 жовтня 2005 року становила 61,6 тис. осіб.
76721. Средства массовой информации: информирование и предвыборная агитация (законодательные дозволения и запреты) 61.43 KB
  Цель исследования состоит в том, чтобы на основе имеющихся нормативно-правовых и теоретических источников, проанализировать процесс становления конституционно-правового регулирования предвыборной агитации и ее финансирования, выявить основные тенденции его современного развития...