Лабораторная работа № 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖИ.
Цель работы
Изучить процессы поглощения и отдачи влаги в процессе производства и условий эксплуатации изделий из кожи.
Изучить показатели качества кожи, характеризующие ее взаимодействие с влагой.
Задание
Определить влажность натуральной кожи.
Определить гигроскопичность кожи.
Определить влагоотдачу кожи.
Определить намокаемость кожи.
Определить влагоемкость кожи.
Дать сравнительный анализ гигроскопических свойств натуральных кож разного ассортимента.
Вопросы для самоподготовки.
Каким образом влага влияет на формуемость и формоустойчивость обуви?
Какие формы связи влаги с материалом Вы знаете?
Что такое сорбция, адсорбция и десорбция?
Что такое вода набухания?
Что такое капиллярность?
Что показывает угол смачивания кожи?
В чем заключается механизм капиллярного смачивания?
Что такое влажность кожи?
Что такое гигроскопичность и влагоотдача?
Что характеризует намокаемость и влагоемкость кожи? Какой показатель всегда больше и почему?
Какие нормы гигроскопических свойств натуральных кож Вы знаете?
Содержание работы и методические указания по ее выполнению
Основные сведения
В процессе эксплуатаций изделий из кожи материалы подвергаются воздействию атмосферной влаги и потовыделений. В технологическом процессе производства обуви детали увлажняют, опуская в воду, или выдерживают в установках, содержащих повышенную относительную влажность окружающей среды.
Воздействие влаги на кожаные подошвы или заготовки верха обуви перед формованием значительно улучшают их формуемость и формоустойчивость. Постоянное воздействие влаги (пота) на картонные стельки или трикотажную подкладку перчаток приводит к их быстрому разрушению.
Кожа – волокнисто-сетчатый пористый материал. Стенки капилляров которого эластичны и при поглощении влаги, изменяют размеры (из-за набухания волокон).
По теории П.А. Ребиндера все формы связи влаги с материалом делят на три группы:
химическая, физико-химическая, физико-механическая.
К химической связи относят ионную и молекулярную связь. Эта связь прочная и нарушается только при химическом взаимодействии или прокаливании.
К физико-химической связи относят адсорбционную осмотическую и структурную связь.
Адсорбционная связь влаги с материалом возникает вследствие адсорбции молекул воды с поверхностью молекул структурных элементов материала. Эта влага заполняет самые мелкие пространства (например, неплотности между основными цепями белка кожи) и раздвигает их в результате выпрямления изогнутых боковых цепей. Адсорбционная влага поглощается с выделением большого количества тепла. [1]
Дальнейшее проникание влаги в кожу присходит вследствии молекулярно-кинетического движения молекул воды, обусловленного ОСМОСОМ – избирательной диффузией растворимой фракции материала через стенку клетки. Эта влага называется осмотически связанной.
Поглощаемую воду называют водой набухания, так как возникает увеличения объема без теплового эффекта.
К осмотически связанной жидкости относят также жидкость, находящуюся внутри клетки – структурную влагу.
Влагу, имеющую физико-механическую связь с кожей, разделяют на капиллярную и влагу смачивания. Механизм капиллярного смачивания заключается в следующем:
Капиллярную трубку погружают в смачивающую стенки капилляра жидкость, которая по трубке в силу гидростатического давления Рг поднимается до тех пор, пока капиллярное давление не будет уравновешено гидростатическим.
Высота подъема жидкости h определяется по зависимости:
h = 2σ x cosθ /rgγж
где:
σ – Поверхностное натяжение жидкости.
θ – Краевой угол смачивания,
r – Радиус капилляра,
g – Ускорение свободного падения,
γж – Плотность жидкости.
Рис. 1 Механизм капиллярного смачивания.
Чем меньше радиус капилляра, тем больше высота подъема жидкости.
Влага, заполняющая макрокапилляры, называется влагой смачивания. Для кожи установлено, что при влажности воздуха до 40% в ней находится только адсорбционная и химически связанная влага.
Наличие капиллярной влаги значительно увеличивает площадь и толщину кожи. На изменение свойств кожи при растяжении влияет влага микрокапилляров (при радиусе капилляра меньше 0.1 мкм), а при сжатии – адсорбционная влага. [1]