2. Равновесная влажность обувных материалов

Равновесной влажностью называется влажность, при которой Давление водяного пара над материалом равно парциальному давлению водяного пара в окружающем воздухе. Равновесная влажность устанавливается в материале, который находится в воздухе с постоянными параметрами в течение времени, достаточного для окончания процессов сорбции, и является функцией относительной влажности воздуха. Кривая, изображающая зависимость равновесной влажности материала от относительной влажности воздуха при постоянной температуре, называется изотермой сорбции или десорбции в зависимости от того, получено равновесие путем поглощения влаги из воздуха (сорбции) или испарением некоторого количества влаги из материала (десорбции).

Зависимость между давлением пара над мениском φ и радиусом капилляра^* (по А. В. Лыкову)

^* (При полном смачивании и температуре 20° С.)

При определении равновесной влажности измельченные образцы материала в бюксах выдерживают в эксикаторах при различной относительной влажности воздуха и определенной температуре до постоянного веса.

Определенную относительную влажность воздуха в эксикаторах создают растворами серной кислоты различной концентрации или насыщенными растворами различных солей (с избытком твердой фазы).

В помещенных ниже таблицах приведена зависимость между относительной влажностью воздуха, удельным весом серной кислоты и ее весовым процентным содержанием; указаны соли и относительная влажность воздуха, обеспечиваемая их насыщенными растворами при указанных температурах, а также равновесная влажность различных видов кож, кожкартона и других материалов после их 30-дневного пребывания в атмосфере с различной относительной влажностью.

Рис. 82. Кривые равновесной влажности опойка хромового дубления: 1 - изотерма сорбции; 2 - изотерма десорбции

Изотермы сорбции и десорбции (кривые равновесной влажности) для опойка хромового дубления, шевро, лака-шевро, кож для низа обуви и кожкартона приведены на рис. 82-85.

Рис. 83. Кривые равновесной влажности при температуре 25° С: 1 - шевро; 2 - лак-шевро; 3 - пленка лака

Равновесная влажность кожи при десорбции (сушке) больше, чем при сорбции влаги из воздуха. Изотермы сорбции и десорбции совпадают только в двух точках φ = 0 и φ = 100%, т. е. наблюдается сорбционный гистерезис.

Рис. 84. Кривые равновесной влажности F кож для низа обуви хромтанидного дубления при температуре 25° С: 1 - из шкур кита; 2 - из шкур крупного и рогатогоскота

В абсолютно сухом воздухе (φ = 0) влажность кожи не равна нулю. Равновесная влажность материала, соответствующая полному насыщению воздуха влагой (φ = 100%), называется гигроскопической влажностью.

Рис. 85. Кривые равновесной влажности кожкартонных задников: 1 - с латексной и битумно-канифольной проклейкой; 2 - с проклейкой поливинилацетатной эмульсией

Наибольшее изменение равновесной влажности происходит при изменении относительной влажности воздуха от 0 до 20 и от 80 до 100%. При относительной влажности воздуха от 40 до 70% равновесная влажность обувных материалов изменяется незначительно. Процессы сорбции и десорбции в материале при неподвижном воздухе (в эксикаторах) протекают медленно. Равновесное состояние в коже и кожкартоне, перенесенных из воздуха при φ = 50-60% в атмосфер с влажностью от 0 до 90%, устанавливается за 8-10 суток, однако равновесие состояние этих материалов с воздухом при φ = 100% в течение 30 суток не достигается.

Равновесная влажность для большинства материалов зависит от темпера туры окружающего воздуха: с повышением температуры она уменьшается.

Равновесная влажность кожи зависит от содержания в ней гольевого вещества, метода дубления, характера наполнителей и типа покрытия на коже (казеиновое, лаковое), продолжительности хранения кожи и не зависит от топографического участка кожи и содержания в ней жира. Предварительная сушка кож при 105° С снижает равновесную влажность.

По мнению Ю. Л. Кавказова кожа танидного дубления достигает полного равновесного состояния путем сорбции влаги из воздуха, а хромового дубления - только при соприкосновении с водой.

Способность кож поглощать влагу при погружении в воду характеризуете намокаемостью или влагоемкостью (см. "Справочник обувщика", т. I, 1967 г. стр. 154).

Зависимость между удельным весом, процентным содержанием H₂SO₄ и относительной влажностью φ воздуха над ней

Относительная влажность φ воздуха, обеспечиваемая насыщенными растворами солей при указанных температурах

Равновесная влажность^* обувных материалов при температуре воздуха 25⁰С (по данным ЦНИИКП)

^* (В этой и последующих таблицах указана влажность в пересчете на вес абсолютно сухого материала.)

Равновесная влажность некоторых материалов