На правах рукописи ФАЙЗУЛЛИНА РЕЗЕДА БАСЫРОВНА МОДИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ И ОБУВНЫХ КАРТОНОВ С ПОМОЩЬЮ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ 05.19.01 – Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань – 2007 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Абдуллин Ильдар Шаукатович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Исрафилов Ирек Хуснемарданович кандидат технических наук, доцент Просверницын Александр Викторович Ведущая организация: Казанский химический научноисследовательский институт (КазХимНИИ) г. Казань Защита состоится « 26 » апреля 2007 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.09 при ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. <...> В настоящее время картоны на базе коллагенсодержащих и целлюлозосодержащих природных полимеров находят все более широкое применение в отраслях легкой промышленности и автомобилестроении. <...> Приоритетными являются технические картоны, применяемые для вырубания уплотнительных деталей для автомобилей, а также обувные картоны, применяемые для изготовления внутренних и промежуточных деталей низа обуви. <...> В сфере автомобилестроения широкое распространение технических картонов, применяемых для изготовления уплотнительных прокладочных деталей, объясняется тем, что преимуществом данного материала является стойкость к многократным деформациям, эластичность, прочность, устойчивость к сухому и мокрому трению. <...> Однако с повышением требований, предъявляемых потребителями к техническим картонам, возникает необходимость дальнейшего улучшения их физико-механических показателей, и в первую очередь <...>
Модификация_технических_и_обувных_картонов_с_помощью_неравновесной_низкотемпературной_плазмы.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
В настоящее время картоны на базе коллагенсодержащих и
целлюлозосодержащих природных полимеров находят все более широкое
применение в отраслях легкой промышленности и автомобилестроении.
Приоритетными являются технические картоны, применяемые для
вырубания уплотнительных деталей для автомобилей, а также обувные
картоны, применяемые для изготовления внутренних и промежуточных
деталей низа обуви.
В сфере автомобилестроения широкое распространение технических
картонов, применяемых для изготовления уплотнительных прокладочных
деталей, объясняется тем, что преимуществом данного материала является
стойкость к многократным деформациям, эластичность, прочность,
устойчивость к сухому и мокрому трению. Однако с повышением
требований, предъявляемых потребителями к техническим картонам,
возникает необходимость дальнейшего улучшения их физико-механических
показателей, и в первую очередь понижения впитываемости воды, бензина и
масла, а так же стабилизации линейных размеров деталей после вырубания.
Сегодня накоплен достаточно большой опыт применения обувных
картонов на базе коллагенсодержащих и целлюлозосодержащих природных
полимеров для изготовления внутренних и промежуточных деталей низа
обуви. Однако использование обувных картонов тормозится рядом
объективных причин. Выпускаемые в промышленном масштабе обувные
картоны имеют высокие гигиенические свойства, характеризуются
устойчивостью к истиранию и многократному изгибу, но в тоже время
обладают
недостаточной
эластичностью,
прочностью
и
формоустойчивостью.
Улучшение и изменение физико-механических свойств готовых листов
картона возможно за счет использования традиционных методов
модификации картонов и их компонентов, к которым относятся физикомеханические,
физико-химические,
химические методы. Однако
традиционные методы модификации материалов имеют ряд недостатков –
высокая трудоемкость процессов и их относительно небольшая
эффективность. Кроме того, подобные методы модификации не позволяют
комплексно улучшить механические и физические свойства картонов.
Альтернативой традиционным методам модификации могут быть
электрофизические способы модификации. К ним относятся методы
изменения свойств обрабатываемых материалов под воздействием
электрического тока, его разрядов, электромагнитного поля, в том числе и
высокоэнергетических импульсов, электронного или оптического излучений
и магнитострикции. Среди перечисленных методов модификации материалов
все чаще применяется обработка с помощью потока низкотемпературной
плазмы пониженного давления. Такая разновидность плазменной обработки
3
Стр.3
является одной из ключевых технологий, данный вид разряда позволяет
осуществлять объемную обработку картона.
Работа направлена на решение актуальной проблемы получения картона
для автомобилестроения и обувной промышленности с улучшенными
физико-механическими свойствами за счет последовательной обработки
волокнистых компонентов картона и готовых листов материала с помощью
низкотемпературной плазмы пониженного давления.
Работа выполнена в Казанском государственном технологическом
университете в рамках научно-исследовательской работы 1.01.03 Д по теме
«Взаимодействие
высокочастотного
разряда
капиллярно-пористыми
структурами» 2003г. и при поддержке грантов АН РТ № 06-6.4-113 и
№ 06-6.4-299 по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка
твердых тел компактной и капиллярно-пористой структур» 2002 – 2005 г.
Цель и задачи работы. Целью работы является разработка
композиционных материалов на базе волокнистых природных полимеров,
обладающих новыми улучшенными физико-механическими свойствами за
счет
предварительной
анализа
обработки
коллагенсодержащих
характеристик
материалов
целлюлозосодержащих
эргономических
на
базе
природных
и
и
целлюлозосодержащих компонентов и последующей модификации готовых
листов материала с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• проведение
полимеров,
коллагенсодержащих
применяемых
эксплутационных
и
в
автомобилестроении и обувной промышленности;
• установление закономерностей влияния низкотемпературной плазмы
пониженного давления на волокнистые компоненты картонов и готовых
листов материала;
• проведение экспериментальных исследований для выявления
основных структурных изменений технических и обувных картонов,
модифицированных с помощью низкотемпературной плазмы пониженного
давления;
• разработка физической модели взаимодействия картона
с
низкотемпературной плазмой пониженного давления;
• разработка схемы технологического процесса получения картонов,
модифицированных с помощью низкотемпературной плазмы пониженного
давления.
Методы исследования.
В работе для решения поставленных задач использовались современные
и стандартные методики.
В качестве объектов исследования выбраны технический картон марки
МП, обувные картоны марки СЦМ, С, ЗМ-1, а также волокнистые
компоненты картона крафтцеллюлоза и кожевенные отходы.
4
Стр.4