Kopsavilkums: Atbilstoši mikrošķiedras sintētiskās ādas funkcionālajām prasībām aizsargapaviem, tika apspriests mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma un sausās finiera poliuretāna (PU) plēves ūdensnecaurlaidīgais un mitruma caurlaidīgais mehānisms. Tika izstrādāts mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audums aizsargapaviem. Struktūrējiet un izvēlieties hidrofilos poliuretāna sveķus kā mikrošķiedras sintētiskās ādas virsmas slāņa sveķus un kontrolējiet PU plēves mikroporu diametru, lai tas atbilstu ūdensizturības un mitruma caurlaidības prasībām. Vienlaikus tiek ieviestas mikrošķiedras sintētiskās ādas pielietojuma jomas aizsargapaviem.
Atslēgas vārdi: aizsargapavi; mikrošķiedras; mākslīgā āda; mitruma caurlaidība; ūdensdrošs; Darba apdrošināšanas apavi; antistatiski apavi; aizsargapavi purngaliem;
1. Ievads
Aizsargapavi ir apavi, ko valkā darba vietā, lai pasargātu pēdas no traumām. Tie ir daļa no individuālajiem darba aizsardzības līdzekļiem vai individuālajām karavīru aizsardzības sistēmām attīstītajās valstīs Eiropā un Amerikā. Pēdējā laikā arvien vairāk valstu pieprasa darbiniekiem valkāt aizsargapavus, lai novērstu iespējamās briesmas darba laikā, dažas nozares vai uzņēmumi Ķīnā arī pieprasa, lai cilvēki strādājot valkātu aizsargapavus, tāpēc aizsargapavu tirgus kļūs arvien lielāks. Ieviešot daudzus vides aizsardzības likumus un noteikumus, kā arī augsto cenu un ierobežoto ādas avotu, kā arī dažos īpašos gadījumos (piemēram, veicot aseptiskus darbus), dermā ir nosliece uz sabrukšanu un baktērijām ir grūti izpildīt prasības. . Tāpēc cilvēki sāka meklēt alternatīvas dermai. Pēdējos gados arvien populārāki kļūst aizsargapavi no poliuretāna mikrošķiedras neilona mākslīgās ādas (mikrošķiedras sintētiskās ādas).
Salīdzinot ar ādu, mikrošķiedras sintētiskās ādas trūkums ir tāds, ka tā neuzsūc sviedrus un neelpo, padarot cilvēkus neērtus un klibus. Superšķiedras sintētiskā āda aizsargapaviem ir īpaši izstrādāta, pamatojoties uz ādas mitruma uzsūkšanas un caurlaidības īpašībām. Tam ir gan mitruma caurlaidība, gan ūdensnecaurlaidības īpašības, proti, apavi neļauj āra lietum iekļūt apavu ādā valkāšanas laikā, un tajā pašā laikā tiek izvadīti sviedri apavu iekšpusē, padarot cilvēkus ērti.
Šajā darbā tika apskatīts mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma mitrumcaurlaidīgais un ūdensizturīgais mehānisms un iegūta mitrumcaurlaidīga ūdensizturīga mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma sagatavošanas metode. Tika apspriests mikrošķiedras sintētiskās ādas sausās laminēšanas process. Tika analizēta mikrošķiedras sintētiskās ādas poliuretāna (PU) sveķu un superšķiedras sintētiskās ādas PU plēves mitruma caurlaidība un ūdensnecaurlaidības mehānisms. Tika veikta mikrošķiedras sintētiskās ādas sagatavošana aizsargapaviem. Sniedzot teorētisko bāzi, dabīgo ādu iespējams aizstāt ar mikrošķiedras sintētisko ādu.
2 Mikrošķiedras sintētiskās ādas procesa dizains aizsargapaviem
Sintētiskajai ādai aizsargapaviem ir jāatbilst EN345 vai ISO20345, lai to varētu izplatīt ārvalstu tirgos (EN345 vai ISO20345 ir Eiropas un Amerikas standarts piekļuvei aizsargapaviem). Apavu virsšķiedras sintētiskās ādas mitruma caurlaidības indeksam ir nepieciešama ūdens tvaiku caurlaidība, kas ir lielāka vai vienāda ar 0,8 mg/(cm2·h) un ūdens tvaiku caurlaidības koeficients ir lielāks vai vienāds ar 1,5 mg/cm2, savukārt ūdensizturības indeksam ir nepieciešams ūdens. absorbcijas ātrums Mazāks vai vienāds ar 30% un ūdens nodilums. Caurlaidība ir mazāka vai vienāda ar 0,2 mg. Lai atbilstu mitruma caurlaidības un ūdensizturības tehnoloģijas prasībām, superšķiedras sintētiskā āda aizsargapaviem ir veidota no divām mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma daļām un sausā finiera.
2.1. Mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma izstrāde aizsargapaviem
2.1.1 Ūdensnecaurlaidīgs un mitruma caurlaidīgs mehānisms no mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma aizsargapaviem
Lai izpētītu aizsargapavu superšķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma mitruma caurlaidību un ūdensnecaurlaidības funkciju, vispirms ir jāanalizē mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma mitruma caurlaidības un ūdensnecaurlaidības mehānisms. Mitruma pārnešana faktiski ir divi adsorbcijas un pārneses procesi. Pirmkārt, apavu iekšpusē esošie ūdens tvaiki (ti, sviedri) tiek adsorbēti apavu iekšējā pusē un pēc tam pārvietoti no apavu iekšpuses uz apavu ārpusi. Adsorbcijas procesam ir nepieciešams ūdens tvaiku adsorbcijas punkts uz mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma. Adsorbcijas punkts var būt tāds, ka ūdens molekulas tiek adsorbētas ar ūdeņraža saitēm vai poraini adsorbētas. Bez adsorbcijas punktiem ūdens tvaiki neabsorbējas, un apavu iekšpusē esošie sviedri nevar tikt izmantoti. Pārnesiet ārā, tāpēc, izstrādājot mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audumu, mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audumam jābūt noteiktai hidrofilai absorbcijas funkcijai. Ūdens un sintētiskās ādas pamatnes auduma neilona šķiedra viegli veido ūdeņraža saites un tai piemīt noteikta hidrofilitāte, tāpēc pamatnes audumam ir noteikta hidrofilitāte. Turklāt, jo vairāk poru ir mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audumam, jo lielāks ir īpatnējais virsmas laukums. Jo vieglāk ir adsorbēt ūdens tvaikus. Ūdens tvaiku iespiešanās gadījumā, ja mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma poru diametrs ir liels un atvēruma attiecība ir augsta, ūdens tvaiku pārneses ātrums ir ātrs un pārneses apjoms ir liels. 1. attēlā parādīta virsšķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma struktūra aizsargapaviem. Redzams, ka aizsargapavu mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma šķērsgriezumā ir daudz mikroporu, kas atvieglo mitruma pārnesi apavos.
Tajā pašā laikā mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma poru diametrs parasti ir liels un nevienmērīgs, un lietus ūdens ir viegli izvadīts cauri. Lai atbilstu superšķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma izmantošanai aizsargapaviem, nepieciešams veikt arī mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audumu. Tas ir apstrādāts, lai tam būtu noteikta hidrofoba īpašība, lai samazinātu ātrumu un lietus ūdens daudzumu, kas iet cauri superšķiedras pamatnes audumam, lai lietus ūdens viegli nenokļūtu apavu iekšpusē, tādējādi panākot ūdensnecaurlaidības funkciju.
Rezumējot, veidojot aizsargapavu virsšķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma ražošanas procesu, virsšķiedru pamatnes audumam jābūt noteiktam ūdens tvaiku adsorbcijas punktam (ti, hidrofiliskajai funkcijai), tas ir, mikrošķiedras pamatnes audumam ir augsts. atvēršanas attiecība. Un ar pareizu apertūru, tajā pašā laikā mikrošķiedras pamatnes audumam ir noteikta ūdensnecaurlaidīga funkcija, panākot gan mitruma caurlaidību, gan ūdensnecaurlaidību.
2.1.2 Mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes auduma sagatavošana aizsargapaviem
Atbilstoši iepriekšminētā mitrumcaurlaidīgā un ūdensnecaurlaidīgā mehānisma analīzei, mēs izstrādājām superšķiedras sintētiskās ādas pamatnes drānu aizsargapaviem. Konkrētais process ir šāds: polietilēns un neilons 6 tiek sajaukti un maisīti atbilstoši noteiktai svara attiecībai 220-300 grādu C temperatūrā, kausējot plastifikējot ar vienas skrūves ekstrūderi, polietilēna un neilona saliņu. tiek savērptas šķiedras ar smalkumu no 4 līdz 7 denjē, un šķiedras sagriež īsās šķiedrās, kuru garums ir no 40 līdz 60 mm, un tās tiek pakļautas neaustu adatu caurumošanai un neaustam audumam. Superšķiedru sintētiskās ādas pamatnes audums tiek iegūts, saplacinot, piesūcinot slapju poliuretāna vircu, reducējot toluolu, uzpūšot eļļu un tamlīdzīgi. Iegūtais trīsdimensiju mikrošķiedras sintētisko ādas audumu tīkls ir līdzīgs ādai, un tā plīsuma izturība, formas saglabāšana, viendabīgums, ķīmiskā izturība un ūdensizturība un pelējuma izturība pārsniedz dabisko ādu.
Tajā pašā laikā superšķiedras sintētiskās ādas pamatnes audums apvienojumā ar poliuretāna vircas impregnēšanas un reducēšanas apstrādes tehnoloģiju ar porainu struktūru veido lielu skaitu mikroporu, un tam ir liels īpatnējais virsmas laukums un spēcīga ūdens absorbcija. Tāpēc no iekšējās mikrostruktūras un materiāla, kā arī faktūras un fizikālo īpašību izskata, kā arī cilvēku sajūtas mikrošķiedras sintētiskās ādas audums var konkurēt ar augstas kvalitātes dabīgo ādu. Process ir šāds: vērpšana → ar adatu caurumots neausts audums → gludināšana → impregnēšana → samazināšana → izplešanās žāvēšana → mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audums, izmantojot mīkstu hidrofobu apstrādes līdzekli, piemēram, silikonu vai fluora silīciju → impregnēšana → presēšana un žāvēšana Mikrošķiedra tiek iegūts sintētiskās ādas pamatnes audums aizsargapaviem ar noteiktu hidrofobu funkciju.
2.2. Superšķiedras sintētiskās ādas finiera dizains aizsargapaviem
2.2.1. Ūdensnecaurlaidīgs un mitruma caurlaidīgs mehānisms un dizains no superšķiedras sintētiskās ādas finiera PU mikroporainās plēves aizsargapaviem
Lai atrisinātu pretrunu starp virsšķiedras sintētiskās ādas aizsargapaviem mitruma caurlaidību un ūdensnecaurlaidību, nepieciešams izstrādāt arī sausā finiera PU plēves struktūru, kā arī nepieciešams, lai uz mikrošķiedras sintētiskās ādas virsmas būtu arī mikroporas. ar atbilstošu poru diametru.
Hidroizolācija galvenokārt neļauj lietus ūdenim iekļūt apavos ādas virsmā. Kad mitrums tiek pārnests, ūdens tvaiki apavu iekšpusē tiek pārnesti uz apavu ārpusi. Ūdens tvaiki iekļūst mikrošķiedras sintētiskās ādas mikroporās un iziet cauri gāzei. Ūdens tvaiku molekulu diametrs ir 4 × 10-4 μm. Kamēr mikrošķiedras ādas virsmas mikroporu diametrs ir lielāks par 4 × 10-4 μm, var izmantot ūdens tvaikus. Tas tiek pārnests no apavu iekšpuses uz apavu ārpusi, un tam ir mitruma caurlaidības funkcija. Lietus ūdenim izejot cauri mikrošķiedras sintētiskās ādas mikroporām, lietus ūdenim saskaroties ar mikroporām, rodas virsmas spraigums. Ja poru diametrs ir mazs, lietus ūdenim ir grūti iekļūt apavos caur mikroporām, tādējādi sasniedzot hidroizolācijas mērķi. Pētījumi liecina, ka dažādu lietus miglu minimālais diametrs, kas var iziet cauri mikroporām, ir: migla ir 20 μm, neliels lietus ir 400-900 μm, un mērens lietus un stiprs lietus ir virs 2000 μm. Tāpēc sausas finiera PU plēves mikroporu diametru var veidot, izmantojot ūdens tvaiku un lietus ūdens, kas iet cauri mikroporām, poru diametra starpību.
Tāpēc sausā finiera procesā PU plēve pēc finiera tiek ražota ar noteiktu skaitu mikroporu ar noteiktu poru diametru, un mikroporu poru diametrs tiek kontrolēts uz 4 × 10 −4-20 μm, kas ļauj ūdens tvaikiem brīvi iekļūt. Tajā pašā laikā ir grūti izlaist lietus ūdeni, lai sasniegtu mitruma caurlaidības un hidroizolācijas mērķi. Pašlaik metodes mikroporu veidošanai sintētiskās ādas virsmā ietver lāzera mehānisko štancēšanas metodi, putotāja mikroporu metodi, šķīdinātāja iztvaikošanu un poru veidošanas metodi. Kā redzams 2.att., mikrošķiedras sintētiskās ādas maskas aizsargapaviem poru izmērs ir no 5 līdz 8 μm, kas ir izdevīgi ūdens tvaiku molekulu iekļūšanai no apavu iekšpuses uz apavu ārpusi, kamēr novēršot ūdens iekļūšanu apavos.
2.2.2. Ūdensnecaurlaidīgs un mitruma caurlaidīgs mehānisms un hidrofilo sveķu dizains superšķiedras sintētiskās ādas finierim aizsargapaviem
Ūdens tvaiku molekulu iekļūšana PU maskā ir arī pirmais adsorbcijas un atkārtotas infiltrācijas process, tāpēc ļoti svarīga ir arī PU maskas materiāla izvēle. Xie Fuchun et al. izmantoja polietilēnglikolu kā mīkstu segmentu, lai sintezētu poliuretānu ar izcilām hidrofilām īpašībām. Var izmantot PU plēvi, kas izgatavota no PU sveķiem ar hidrofilām grupām (piemēram, etoksilātu) mīkstā segmenta struktūrā. Ūdens tvaiku molekulas adsorbē ūdeņraža saite. Tā kā ūdens tvaika spiediens apavos ir lielāks par apavu ārējo pusi, ūdens tvaika molekulas nepārtraukti tiek pārnestas uz apavu ārpusi pa spraugu starp poliuretāna molekulārajām ķēdēm, tādējādi radot mitruma caurlaidības efektu.
Rezumējot, sausā finiera procesa dizainā, ja maskai nav mikroporu, ūdens tvaiki var tikt pārnesti uz mikrošķiedras sintētiskās ādas virsmas otru pusi pat ar hidrofilu PU sveķiem, taču ir viegli būt hidrofilam PU maskas materiālam. . Kad veidojas ūdens plēve, ir grūti ātri un nepārtraukti pārnest ūdens tvaikus uz mikrošķiedras sintētiskās ādas virsmas otru pusi, un mitruma caurlaidība nav laba. Tāpēc, izstrādājot superšķiedras sintētiskās ādas finierēšanas procesu aizsargapaviem, tiek izmantoti hidrofilie sveķi, un mikropora ar poru diametru no 4 × 10 -4 līdz 20 μm ir paredzēta, lai ūdens tvaiku molekulas varētu brīvi iziet cauri. Ūdens, bet apavos ir grūti iekļūt, lai sasniegtu mitruma caurlaidības un ūdensizturības mērķi.
3 Mikrošķiedras sintētiskās ādas pielietojuma jomas aizsargapaviem
Saskaņā ar Honkongas Darba departamenta statistiku, aptuveni viena trešdaļa rūpniecisko negadījumu drošības negadījumu notiek, uzkāpjot pret priekšmetiem, pieskaroties priekšmetiem vai gūstot ievainojumus ar priekšmetiem. Rezultāts bieži vien ir pēdu traumas un smaga invaliditāte. Ārvalstīs, īpaši attīstītajās rietumu valstīs, liela nozīme tiek piešķirta pēdu aizsardzībai, pieprasot darbiniekiem valkāt profesionālus apavus. Ķīna ir izdevusi arī virkni produktu testēšanas standartu pēdu aizsardzībai. Tāpēc aizsargapaviem ir plašas tirgus perspektīvas. Pašlaik Ķīnai ir lielākā profesionālā apavu ražošanas bāze Āzijā.
Sabiedrībai nepārtraukti attīstoties, kļūst arvien vairāk individuālo darba aizsardzības līdzekļu šķirņu. Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs līdzšinējos vienvietīgos drošības apavus tagad iedala aizsargapavos, antistatiskajos apavos, purngalu aizsargapavos, militārajos apavos, medmāsās pēc profesionālajām īpašībām. Apavi, administratīvie apavi, latīņu deju apavi un citi veidi, tāpēc superšķiedras sintētiskās ādas pielietojums aizsargapaviem ir plašāks, piemēram:
Drošības apaviem: virsas apaviem, piemēram, aizsargapaviem, antistatiskajiem apaviem, purngalu drošības apaviem un drošības pretsaduršanas apaviem. Šo apavu virsa galvenokārt ir melna vai brūna, un to galvenokārt izmanto kalnrūpniecībā, celtniecībā, metalurģijā, transportā, ražas novākšanā un citās nozarēs, lai aizsargātu pirkstus. Tas prasa, lai apavu āda būtu mitrumcaurlaidīga un ūdensnecaurlaidīga, un aizsargapaviem paredzētās superšķiedras sintētiskās ādas fizikāli mehāniskā izturība ir pārsniegusi ādas izturību. Tāpēc īpaši šķiedru sintētiskā āda aizsargapaviem šobrīd ir ļoti populāra gan mājās, gan ārzemēs.
Profesionāliem apaviem: virsas apaviem, piemēram, medmāsu apaviem, vadītāju apaviem un sieviešu darba apaviem. Starp tiem ļoti izplatīti ir medmāsu apavi. Pašlaik daudzās slimnīcās gan mājās, gan ārvalstīs tiek izmantoti speciāli medmāsu apavi, lai adata nenokristu un neiedurtu pēdā, kad adata tiek izšauta. Māsas apavi pārsvarā ir balti, un virsai ir jābūt mitrumcaurlaidīgai, ūdensnecaurlaidīgai, izturīgai pret locīšanu, mīkstai un ērtai. Daudzās valstīs Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs vadītājiem ir jāvalkā vadītāju apavi, lai strādātu, sievietes valkā sieviešu darba apavus, turklāt šiem apaviem ir nepieciešama arī mitruma caurlaidība.
Militārajiem apaviem: Agrāk lielākā daļa no tiem bija no govs ādas. Šobrīd āda pakāpeniski ir aizstāta ar mikrošķiedras sintētisko ādu, kas prasa, lai ādas virsmai būtu mitruma caurlaidība un ūdensnecaurlaidīga funkcija.
Sieviešu latīņu deju apaviem: agrīna govs ādas vai aitādas izstrādājumu izmantošana, pašreizējā superšķiedras sintētiskās ādas elpojošās, mitruma caurlaidības izmantošana.
Arvien specializējoties darba dalīšanai, pieaugot izpratnei par individuālo aizsardzību un pieaugot dermas trūkumam, aizsargapavu āda ar elpojošām, mitrumu caurlaidīgām un ūdensnecaurlaidīgām funkcijām iegūs plašu tirgu un pakāpeniski tiks izmantota sporta apavos un skriešanā. kurpes. Nākotnē pakāpeniski nomainiet ādu.
4 Secinājums
Lai sasniegtu hidroizolācijas un gaisa caurlaidības funkciju, aizsargapavu virsšķiedras sintētiskās ādas izstrāde jāsāk no mikrošķiedras pamatnes auduma un sausā finierēšanas procesa. Mikrošķiedras sintētiskās ādas pamatnes audumam struktūrā nepieciešams vairāk mikroporu. Konstrukcija veidota tā, lai atvieglotu ūdens tvaiku difūziju no apavu iekšpuses; tajā pašā laikā virsšķiedru sintētiskās ādas pamatnes audumam ir jābūt ar noteiktu hidrofobu, lai novērstu lietus ūdens un tamlīdzīgu iekļūšanu apavos. Sausajā finierī ir nepieciešams ne tikai izmantot hidrofilos PU sveķus, lai uzlabotu aizsargapavu elpojamību, bet arī uz ādas virsmas jābūt mikroporām ar piemērotām porām, lai atvieglotu mitruma pārnesi apavos, vienlaikus neļaujot ūdenim iekļūt. apavu un izraisot mitrumu. pēda.