Вопрос 3. Сравнительная характеристика стойкости материалов к истиранию

Характер износа подошвенных материалов существенно различается. Изнашивание подошвенной кожи, по Г.И.Кутянину, является следствием постепенного отрыва структурных элементов коллагена друг от друга в результате разрушения химических и межмолекулярных связей под действием внешних сил и термофлуктуационных процессов в самой коже.

Подошвенные кожи. На стойкость к истиранию кожаной подошвы влияют следующие факторы:

1) Стойкость к истиранию кожаной тем выше, чем больше температура сваривания кожи;

2) Стойкость к истиранию повышается с повышением эластичности кожи;

3) Стойкость к истиранию зависит от топографического участка. С повышением угла переплетения волокон повышается износостойкость.

4) Стойкость к истиранию неравномерна по толщине кожи – наиболее износостойким является сетчатый слой кожи, который отличается плотным переплетением пучков волокон, располагающихся под большим углом к ее поверхности.

5) Влага. При увлажнении стойкость к истиранию подошвенной кожи уменьшается. Это объясняется ослаблением межмолекулярных связей в структуре коллагена под действием воды.

Г.И. Кутяниным введено понятие о волокнистом и хрупком разрушении кожи при изнашивании. Волокнистым разрушением называют истирание кожи с повышенным содержанием влаги, когда межмолекулярные связи в структуре коллагена ослаблены действием влаги и отрыв структурных элементов идет вдоль оси волокна.

Хрупкое разрушение кожи идет при пониженном содержании влаги, когда вследствие сильного межмолекулярного взаимодействия разрываются как межмолекулярные связи, так и связи цепей главных валентностей. Это приводит к разрушению структурных элементов кожи поперек волокна.

6) Дубление. Выше говорили о влиянии температуры сваривания на износостойкость. А она, как известно, определяется методом дубления. Наиболее высокое сопротивление истиранию кож обеспечивают хромовый и титанциркониевый методы дубления.

7) Наполнение и жирование. Наполнение ухудшает износостойкость вследствие ухудшения упругости. Кроме этого, наполнители гигроскопичны, что также приводит к снижению износостойкости. Жирующие вещества повышают износостойкость в мокрых условиях, что связано с тем, что они предотвращают ослабление межмолекулярного взаимодействия под влиянием влаги.

В зависимости от вышеперечисленных факторов стойкость к истиранию подошвенных кож может меняться в широких пределах: от 3 до 10 ч/мм (при применении прибора ИКВ); от 80 до 300 об/мм (на приборе УкрНИИКП).

Резины. Для резин характерны 3 вида износа: усталостный, скатыванием, абразивный.

При усталостном износе поверхностные участки растягиваются с последующим разрывом и отделением. В этом случае на истертой поверхности резины имеются шероховатости с беспорядочно расположенными выступами и впадинами. На степень усталостного износа влияют такие факторы, как коэффициент трения, модуль упругости, предел прочности и удлинение при растяжении, характер поверхности опоры, температура в зоне контакта.

Износ скатыванием обнаруживается при трении резины по гладким поверхностям. Установлено, что подошвы из резины в процессе ходьбы проскальзывают по опоре на 3-5 мм. Поверхность резины, изношенной скатыванием, имеет ряд поперечных борозд. На степень износа в этом случае влияет сопротивление резины раздиру (при его уменьшении износ скатыванием увеличивается).

При абразивном износе ходовой слой резины царапается гранями шероховатой поверхности опоры. Поверхность резины после истирания имеет царапины в направлении движения. Этот вид износа типичен для очень твердых резин. На этот вид износа влияют: физико-механические свойства, особенно предел прочности и модуль упругости при растяжении. Для непористых резин характерна прямая зависимость между износостойкостью и пределом прочности. Твердость резин ускоряет изнашивание, а хорошие амортизационные свойства резин, наоборот, снижают изнашиваемость. Толщина резин влияет на амортизационные свойства и, тем самым, на истираемость. Однако, положительное влияние толщины проявляется только в определенном интервале (d=7-8 мм). При толщине меньше 7 мм уменьшается амортизационная способность и износостойкость ухудшается. При d>8 мм износостойкость снижается из-за уменьшения сопротивления многократному сжатию. На износостойкость резин влияет состав, особенно тип и количество каучука, наполнителей, мягчителей.

Истираемость подошвенных резин, определенная на приборе на МИ-2, может меняться от 100 до 500 см³/МДж. По сравнению с кожами резиновые подошвы имеют более высокое сопротивление истиранию, что обусловлено упругостью резины.

Текстильные материалы для подкладки обуви. Сопротивление истиранию тканей зависит от характера опорной поверхности. Чем больше опорная поверхность, тем медленнее идет изнашивание ткани. Вид переплетения ткани также влияет на ее износ. Ткани с гладкой поверхностью истираются медленнее, чем ткани с выступающими перекрытиями. Воздействие пота снижает сопротивление истиранию текстильных материалов. образование пиллинга повышает истираемость тканей. Наиболее устойчивы к образованию пиллинга ткани из смеси натуральных и синтетических волокон, особенно из капроновых.

Подкладочные кожи. Фактором, влияющим на стойкость к истиранию, является вид сырья. Подкладочные кожи из шкур КРС обладают большим сопротивлением истиранию, чем кожи из козлины и овчины, т.к. для шкур КРС характерны плотное переплетение волокон и мощный сетчатый слой.

Подкладочные искусственные кожи. Сопротивление истиранию в основном зависит от химической природы полимера, толщины покрытия, пористости. В зависимости от этих факторов сопротивление истиранию равно 50-400 г /МДж.

Картоны. Стойкость к истиранию картонов зависит от способа отлива. Так, сопротивление истиранию во влажном состоянии для картонов однослойного отлива – 1-1,5 мм/мин, многослойного отлива – 3-4 мм/мин.

Текстильные материалы для одежды. Способность текстильных материалов сохранять свойства при истирании обусловлена многими факторами, наиболее важными из которых являются волокнистый состав, строение ткани (вид переплетения, поверхностное заполнение, площадь опорной поверхности и др.), состояние и вид истирающей поверхности.

Дата добавления: 2014-01-04