ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ В ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОЙ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛЭТИНИЛДИГИДРОКСИХЛОРСИЛАНА

АННОТАЦИЯ

В данной работе проведено исследование свойств композитов на основе акриловых полимеров и поливинилэтинилдигидроксихлорсилана, представляющих интерес в качестве гидрофобизирующих отделочных материалов. Определено что, увеличение в составе композиции ПВЭДГОХС от 1 до 3 % существенно не приводит к улучшению физико-механических показателей пленок. Отсюда естественно следует что, для существенного повышения физико-механических показателей покрывных пленок, в частности, адгезионной прочности, термоустойчивость, устойчивость к истиранию и мокрому трению, целесообразно ввести 5 % ПВЭДГОХС в композицию метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор (1:1:0,5:0,5) масс.%. Было выявлено применение в композиции полиэтилгидросилоксана с водной дисперсией акриловой эмульсии для образования верхнего слоя покрытия, также не приводит к снижению адгезии покрывной пленки к коже.

ABSTRACT

In this work, a study of the properties of composites based on acrylic polymers and polyvinylethynyl dihydroxychlorosilane, which are of interest as hydrophobic finishing materials, was conducted. It was determined that an increase in the composition of PVEDGOHS from 1 to 3% does not significantly improve the physical and mechanical properties of the films. It naturally follows from this that, in order to significantly increase the physical and mechanical properties of coating films, in particular, adhesive strength, heat resistance, resistance to abrasion and wet friction, it is advisable to introduce 5% PVEDHOS into the composition of methacrylic emulsion, hydrolyzed polyacrylamide, emulsified hydrocarbon and penetrator (1:1:0.5:0.5) mass%. It was revealed that polyethylhydrosiloxane was used in the composition with an aqueous dispersion of acrylic emulsion to form the top layer of the coating, which also does not lead to a decrease in the adhesion of the coating film to the skin.

Ключевые слова: поливинилэтинилдигидроксихлорсилан, полиэтилгидросилоксан, метакрил эмульсия, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород.

Keywords: polyvinylethynyldihydroxychlorosilane, polyvinylethynyl dihydroxychlorosilane, polyethylhydrosiloxane, methacrylic emulsion, hydrolyzed polyacrylamide,

Введение

Расширение производства высококачественных изделий специального назначения в настоящее время весьма, актуально. Поскольку использование изделий в экстремальных условиях внешней среды требует обеспечения высокого уровня защиты в течении всего срока эксплуатации.

Следовательно, одной из наиболее важных задач кожевенно-обувной промышленности является расширение ассортимента высококачественных кож для верха обуви, в том числе кож повышенной водостойкости.

В связи с выше изложенным, можно сказать, что, многие зарубежные исследователи рекомендуют большой ассортимент гидрофобизирующих материалов. Это обусловлено, во-первых, постоянно растущим спросом на кожевенные изделия повышенной водостойкости и, во-вторых, созданием новых функционально-активных композиционных материалов.

Среди них наряду с традиционными веществами, также пользуются широким применением кремнийорганических и фторорганических соединений, хотя их стоимость довольно высока. [1].

Рассмотрена эффективность гидрофобизирующих композиций на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилана для обуви из кож хромового дубления. Показано, что модификация структурных элементов поверхности позволяет изменить режим смачивания материала – от гомогенного к гетерогенному, и способствует повышению влагостойкости обуви.

Результаты и обсуждение

Цель исследования; влияние в процесс формирования композиционной пленки на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилана.

В качестве объекта исследования выбраны кожа хромового дубления для верха обуви. Обработке подвергали готовые, пол­ностью отделанные кожи, так как гидрофобизация полуфабрикатов кож гидрофобизирующей композицией на стадии отделочных операций производства обуви. [2-3].

В исследованиях в качестве опытных образцов использовали полимерно-композиционные материалы на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилана, метакрил эмульсия, гидролизованные полиакриламид, эмульгированные углеводород, пенетратор [4] и др., а в качестве контрольного полиэтилгидросилоксан.

Композиции готовили перемешиванием растворов исходных полимеров при различных соотношениях при температуре 20–22 °С в течение 3-4 часов. [4-5]. Взаимодействие гидрофобизаторов исследовалось на образцах натуральной кожи хромового дубления «яловка» из шкур КРС (ГОСТ 939–94) производства Узбекистан.

Модификацию поверхности проводили используя такие гидрофобизаторы, как гидрофобизирующие композиции на основе поливинилэтинилдигидроксихлорсилан, полиэтилгидросилоксан и исходный не гидрофобизированных образцов.

Исследовано влияние поливинилзтинилдигидроксихлорсилан (ПВЭДГОХС) на свойства метакриловой эмульсии на кожах, прежде всего для верха обуви.

Изучено изменение адгезионной прочности сухого трения пленок из метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгиро-ванный углеводород и пенетратор в зависимости от количества состава введенного в пленкообразователя ПВЭДГОХС. [6] (показано в табл. 1.).

Опытные образцы - поливинилэтинилдигидроксихлорсилан и метакриловая эмульсия, гидролизованные полиакриламид и пенетратор в соотношении (масс.%) 1:1:0,5;

Контрольные образцы - полиэтилгидросилоксана и акриловая эмульсия без ПВЭДГОХС. Было установлено, что полиэтилгидросилоксана при различных соотношениях компонентов и степени разбавления образуют достаточно устойчивые системы с акриловым латексом. Полимерные пленки в экспериментах формируются по тому же механизму, как это описано в литературе [7]

Исследования показали, что увеличение в составе метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор совместно с ПВЭДГОХСом до определенной степени значительно повышает адгезию.

В табл. 1. приведены изменения адгезионной прочности акриловой эмульсии, полиэтилгидросилоксана и композиции на их основе от содержания ПВЭДГОХС.

Таблица 1.

Изменение адгезионной прочности метакриловой эмульсии, полиэтилгидросилоксана и композиции на их основе от содержания поливинилэтинилдигидроксихлорсилана

Была использована метакриловая эмульсия, гидролизованный поли-акриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор в соотношении 1:1:0,5:0,5. Введенный в кожу ПВЭДГОХС в сухом состоянии составляла до 695-705 Н/см, а в мокром соответственно -269 и 273 Н/см. Из результатов экспериментов было установлено, что адгезия пленкообразователя, не содержащего ПВЭДГОХС, соответственно, составляет в сухом состоянии 186-193 Н/см, а в мокром 75-79 Н/см.

В связи выше отмеченным можно заключить, что эмульсию полиэтилгидросилоксана в составе с грунтовкой для кожи самостоятельно применять не рекомендуется.

При введении этой эмульсии в состав акриловой, для образования среднего слоя покрытия также наблюдалось некоторое уменьшение адгезии покрытия. Это объясняется миграцией эмульсии полиэтилгидросилоксана в слой грунта.

Далее процессы адгезии в значительной мере способствуют уменьшению «резинообразной» пленки, улучшению грифа кожи, получению покрытия с гладкой поверхностью и наконец, устранению липкости при горячем прессовании.

Свойства полимерного пленкообразователя, нанесенного на кожу изучались путем исследования их термоустойчивости покрывных пленок, устойчивости пленок к истиранию и устойчивости кожи к мокрому трению.

Изменяя свойства пленкообразователей, на основе композиций полиэтилгидросилоксана, ПВЭДГОХС и метакриловой эмульсии действием нагретой до 150°С металлической плиты, в течение 5 мин, была определена термостабильность пленок, которая условно оценивалась в процентах: 20 % - полное сползание, 40 % - неполное сползание, 65 % - небольшие деструкции покрывной пленки и при 100 % - деструкция пленок не наблюдается [151]

В табл.2. приведены изменения термоустойчивости покрывных пленок, устойчивость пленок к истиранию и устойчивость окраски кожи к мокрому трению в зависимости от композиции полиэтилгидросилоксана и метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгиро-ванный углеводород и пенетратор и от содержания в ней ПВЭДГОХС.

Таблица 2.

Термоустойчивость покрывных пленок и устойчивость пленок к истиранию в зависимости от композиции метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор (1:1:0,5:0,5) масс.% и от содержания ПВЭДГОХС.

Из представленных результатов исследований следует, что при наличии ПВЭДГОХС 1-3 % в составе композиций 20 % водной дисперсии метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгиро-ванный углеводород и пенетратор, в соотношении 1:1:0,5:0,5, физико-механические показатели для покрывной пленки увеличиваются до 62-82 баллов.

Установлено что, увеличение в составе композиции ПВЭДГОХС от 1 до 3 % существенно не приводит к улучшению физико-механических показателей пленок. Отсюда естественно следует что, для существенного повышения физико-механических показателей покрывных пленок, в частности, адгезионной прочности, термоустойчивость, устойчивость к истиранию и мокрому трению, целесообразно ввести 5 % ПВЭДГОХС в композицию метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор (1:1:0,5:0,5) масс.%.

Применение ПВЭДГОХС в композиции полиэтилгидросилоксана с водной дисперсией акриловой эмульсии для образования верхнего слоя покрытия, также не приводит к снижению адгезии покрывной пленки к коже.

Исследованиями было установлено, что увеличение количества ПВЭДГОХС в пленке выше 8 %, практически не снижает намокаемости кожи. Это, по-видимому, объясняется достижением нормы адсорбционного насыщения. Предложено, что при образовании пленки из эмульсии при испарении дисперсионной среды происходит адсорбция асимметрических молекул силоксанов, ориентированных полярными группами атомов на поверхностях, ПВЭДГОХС. Отсюда можем предположить, что когда все адсорбционные центры будут, насыщены молекулами ПВЭДГОХС процесс адсорбции прекращается.

Выводы

1. В результате проведенных исследований получены более эффективные композиции водных дисперсий метакриловой эмульсии, гидролизованный полиакриламид, эмульгированный углеводород и пенетратор с незначительным содержанием ПВЭДГОХС.

2. Установлено возможность применения гидрофобизатора в верхнем слое пленок.

Расход ПВЭДГОХС составляет 5,0 % от веса всех компонентов композиции.

3. Предлагаемый способ фиксации кож, как показывают полученные экспериментальные данные существенно повышают водоустойчивость полимерных покрытий, а также улучшают адгезию- и термоустойчивость пленкообразователей.

Список литературы:

1. А.В.Хачатурян, С.М.Маркарян. Использование кремнийорганических препаратов при обработке натуральных кож. //Кожевенно-обувная промышленность. 2008. №4.
2. Ахмедов В.Н. Получение, свойства и технология элементоорганических полимерных гидрофобизаторов для отделки кож. Дисс. … канд.техн. наук. Ташкент. 2011. с. 121.
3. Кадиров Т.Ж., Рамазонов Б.Г., Ахмедов В.Н., Тошев А.Ю., Джалилов А.Т., Худанов У.О., Тоджиходжаев З.А., Джураев А.М. и др. «Пенетратор для отделки кож» Патент РУз. IAP 04089. Официальный бллетень №1 (105), 29.01.2010. -С.40
4. Головтеева А.А., Куциди Д.А., Санкин Л.Б. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха.- М.: Легпромбытиздат, 1987 .- 311с.
5. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Toshev A.Yu., Shoimov Sh.Influence of solar radiation insolation precipitation on hydrophobized leather for shoe uppers. Leather and Footwear Journal 21 (2021) 3pp.159-171.
6. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Toshev A.Yu., Sodikov N. Diffusion of a hydrophobisis in the structure of chrome skin and the influenct of them on hygienic properties. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 839 (2021) 042067. pp. 1-12.
7. Djuraev A.M., Kodirov T.J., Juraeva G.А. Influence of sorption and vapor permeability in providing normal conditions when operating hydrophobized footwtar. A ES ISSN/ 2096-3246 Volume 54,Issue 02, October, 2022