Лекція № 9

Тема: Картони

Оскільки картони експлуатуються в умовах потовиділення стопи, то показники їх міцності та деформаційної здатності оцінюються не абсолютними величинами, а їх збереженні при зволоженні. Наприклад, для картону знаходять не тільки межу міцності, а і коефіцієнт мокростійкості, тобто відношення межі міцності картону у вологому стані до цього ж показника у сухому. Цей коефіцієнт залежить від волокнистого складу проклеючої композиції та способу відливу і лежить в межах від 0,25 – 0,8. Більш мокростійкі картони з шкіряного волокна з латексним просочуванням , менш мокростійкі з целюлозних волокон.

Картон анізотропний матеріал коефіцієнт анізотропії лежить в межах від 0,2 до 0,9 при відливі картонів волокна орієнтуються, а матеріал в машинному напрямку зміцнюється . Деформаційні властивості картонів оцінюються видовженням при розриві деформування описується закон Гука, деформація при розриві нормується, вона має бути не менша певної величини щоб забезпечити певну еластичність.

Зменшення деформації призводить до збільшення міцності. Важливий показник картонів опір розшаровування. При цьому використовується зразок спеціальної форми.

Опір розшаровування – це відношення розривного навантаження зразка спеціальної форми до площі розшаровування.

Більш міцні на розшаровування картони одношарового відливу.

Неткані матеріали

Їх міцність залежить від властивостей та способу зв’язування волокнистого волокна. Факторів, що впливають на міцність дуже багато.

Пришивні неткані полотна набагато міцніші по довжині оскільки до міцності самого полотна додається міцність прошивних ниток.

Міцність клеєних нетканих матеріалів залежить від виду волокнистого матеріалу , орієнтації волокон, типу, кількості та характер розподілу зв’язуючи речовин.

Міцність голкопробивних матеріалів залежить від кількості проколів на 1 від товщини голки (форми голки).

Видовження також залежить від технології вироблення. Більшість видовження у нетканих прошивних , менше у клейових та голкопробивних. Пришивні матеріали краще тягнуться у поперечному напрямку.

Лекція № 10

Тема: Стиснення та твердість взуттєвих матеріалів.

1. Робота взуттєвих матеріалів на стиснення. Загальна уява.

2. Прилади та методи випробувань на стиснення та твердість.

Характеристики роботи взуттєвих матеріалів та стиснення.

3. Властивості конкретних матеріалів при стисненні та їх врахування в технології виробництва взуття.

1. Стисненню взуттєві матеріали піддаються як при виробництві, так і при експлуатації взуття. Стиснення матеріалів відбувається при виконанні таких технологічних операцій:

• Формування устілок та тідошв, підносків та задників;

• Фрезерування, шліфування та полірування урізу підошв;

• Приклеювання (пресування) затяжної кромки до устілки, підошв до сліду та інш.

При стисненні відбувається деформація матеріалу, яка після розвантаження проявляється у вигляді ружної та залишкової деформації.

При експлуатації циклічному стисненню піддаються в основному підошва та каблук (менше устілка). Тому досліджувати поведінку при стисненні особливо важливо для матеріалів низу та проміжних.

2. При експлуатації деталі низу піддаються різним впливам, але особлива роль відноситься стисненню. Не, дивлячись на це, оцінка деформаційно-міцних властивостей більшості взуттєвих матеріалів не отримала широкого застосування. Спеціально розроблених приладів для випробувань взуттєвих матеріалів на статичне стиснення практично немає.

Як правило, для цього використовуються преси або інші машини різних конструкцій та потужності.

Випробування проводять на круглих зразках площею 1 . При цьому площа зразка впливає на результати порівняно мало. Звичайно правильно з випробуванням зразків у повітряно-сухому стані випробують зразки, зволожені у воді протягом 24 годин.

Зразок стискують до руйнування . Потім знаходять відношення максимального навантаження до площі зразка і так отримують величину межі міцності при стисненні. Величину деформації знаходять по діаграмі або по індикатору, попередньо закріпленому на площадці преса. Відношення загальної деформації до початкової товщини зразка – це відносна деформація при стисненні.

Дослідженні показали, що між зносостійкістю підошовних матеріалів та межею міцності при стисненні існує тісний прямий взаємозв'язок.

Велике значення для матеріалів низу має опір багато цикловому стисненню. Деякі підошовні гуми (переважно шкіроподібні) при такому впливі втрачають форму – розтоптуються. Випробування таких гум на багато циклове стиснення проводять на приладі ПКРР. При цьому є можливість нагрівати зразки до С та встановлювати необхідне навантаження. Стійкість до динамічного стиснення характеризується збільшенням суми сторін зразка після випробувань у відсотках до початкової суми.

Випробування на багато циклове стиснення можуть проводитись і на приладі багато циклового стиснення-розтягу (типу МРС). Він представляє собою прес з резервним рухом плит і дозволяє проводити випробування у широкому температурному діапазоні.

Властивості гум при стисненні можна охарактеризувати їх твердістю. Показник твердості широко застосовується при характеристиці властивостей гум, оскільки знаходяться при характеристиці властивостей гум, оскільки знаходяться у тісному взаємозв’язку з їх зносостійкістю при експлуатації.

Для характеристики твердості можна використати голковий твердомір типу Шора. Суть методу полягає у вимірюванні опору гуми прониканню індикатора у формі притупленої голки.

У верхній частині приладу закріплена голка. При натисненні на неї зусилля пружини приладу перелається голці. Шкала має поділки від 0 до голки в матеріал, а 100 – мінімальному.

Результати випробувань виражають в умовних одиницях шкали. При цьому існує певна залежність між умовними одиницями твердості та зусилля, що затрачується на вдавлювання голки в матеріал.

Випробування проводять в такій послідовності: зразок кладуть на гладку поверхню , твердомір притискають до зразка і через 3 секунди змінюють показання. Якщо через 3 секунди спостерігається помітне проникання голки в матеріал, то показники знімаються через 15 секунд.

Натуральні шкіри для низу взуття , що мають високу твердість, як привали не віддають випробуванням вказаним методом.

Крім твердоміру типу Шора (нова назва ТМ-2) можна застосувати твердоміри типу ТИР. При їх використанні фіксація проводиться безпосередньо після занурення голки у матеріал.

Твердість можна вимірювати, втискуючи кульку у матеріал на твердомір ТШМ-2. Ці випробування не стандартизовані і проводяться тільки в дослідницьких роботах. Показники отримують у фізичних одиницях (МПа). Між показниками, отриманими різними способами, існує тісний кореляційний зв'язок.

3. При стисненні матеріал зменшується за товщиною в напрямку прикладання навантаження і роздається в ширину. Якщо стискувати його з усіх сторін(наприклад, помістивши у циліндр, то він не руйнується під дією сил, набагато більших , ніж необхідно для руйнування у звичайних умовах). Слід також відмітити, що опір руйнуванню при стисненні набагато більший, ніж при розтязі (приблизно у 5 – 10 разів). Це пояснюється тим, що при стисненні руйнуються хімічні зв’язки, а при розтязі менш міцні фізичні.

Криві стиснення натуральної шкіри нагадують криві розтягу. Спочатку структура ущільнюється, потім руйнується. На міцність шкіри при стисненні впливають такі фактори:

• Вологість (зволоження знижує межу міцності через негативний вплив води на взаємодію макромолекул – гідратація);

• Вміст голини (більше голини – вище міцність);

• Щільність волокнистої структури (щільніше – міцніше);

• Товщина (більша товщина – нища міцність);

Жорсткі шкіри руйнуються при ступені стиснення 50 – 80%. Межа міцності 150 – 350 МПа.

За даними Матвєєва та Раяцкаса криві стиснення взуттєвих картонів та жорсткої шкіри схожі. Межа міцності устілкових картонів ( С – 1, СЦМ, Тексон) при стисненні 100 – 150 МПа, картону підвищеної жорсткості – до 300 МПа. Щоб зберегти пористу структуру деформація стиснення при обробці не повинна перевищувати 15 – 20%, тобто має бути у 3 – 4 рази меншою, ніж при руйнуванні.

Оскільки при ходьбі проходить багатоциклове стиснення із значною швидкістю, то важливим є дослідження саме при таких умовах. Встановлено, що найбільші зміни модуля стиснення проходять за перші 10 циклів деформування, потім зміни менш помітні.

Опір гуми стисненню дуже великий, набагато більший, ніж шкіри та картонів (більше 1000 МПа). Саме цей фактор визначає в значній мірі високу зносостійкість гуми, особливо при використанні її для набойок та каблуків.

Властивості гуми при стисненні характеризується її твердістью. Оскільки гума ізотропна за товщиною, то показники твердості досить суттєво характеризує її властивості.

Твердість гум, знайдена стандартним методом ( за допомогою твердоміра Шора або ТМ – 2). Складає:

Для не пористих гум 70 – 85 умовних одиниць;

Пористих 40 – 70 у.о.;

Шкіроподібних 80 -95 у.о.;

Поліуретана 55 – 75 у.о.;

За кульковим методом (твердомір ТШМ – 2) результати такі:

Для не пористих гум 2 – 4 МПа,

Для пористих 0,6 – 1 МПа.