DEEL DRIE:
DEEL DRIE:
De chemie van een smeermiddel voor fietsen is van fundamenteel belang voor het vermogen om wrijving of slijtage te verminderen. Of het nu geformuleerd is voor prestaties of duurzaamheid, de mix van basisoliën en additieven bepaalt hoe goed een smeermiddel zijn taak zal uitvoeren.
Een wereld van complexiteit schuilt onder het oppervlak van een smeermiddel. De interactie van chemische componenten vindt plaats op moleculair niveau in een wereld die onzichtbaar is voor het menselijk oog. De relaties die ze delen, hun vermogen om samen te werken ("synergetisch") of om het effect van de ander te neutraliseren ("antagonistisch") behoren tot de vele factoren die door de wetenschappers van Muc-Off worden overwogen.
Absorptievermogen, viscositeit, smeerbaarheid, oplosbaarheid en zelfs vluchtigheid: deze en talloze andere overwegingen zijn het domein van de industriële chemicus. Temperatuur en druk, snelheid en belasting, hardheid en oppervlakteafwerking behoren tot een groot aantal factoren die de smeermiddelprestaties kunnen beïnvloeden, of ze nu worden gemengd voor prestaties of duurzaamheid.
Ons onderzoek met het Laboratory of the Government Chemist (LGC) en het National Physical Laboratory (NPL) heeft een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van een nieuw protocol om de meest gebruikte chemische componenten te identificeren in een proces dat wordt uitgevoerd met gaschromatografie-massaspectrometrie (GC/MS) en atmosferische vastestofanalyse-sondemassaspectrometrie (ASAP-MS).
Het proces van het creëren van een nieuw smeermiddel is tijdrovend. Individuele additieven moeten worden geselecteerd en getest om niet alleen te zien hoe ze op zichzelf werken, maar ook binnen de formule. Elke afzonderlijke wijziging moet meerdere keren worden getest, de gegevens worden vervolgens geanalyseerd en er wordt een beslissing genomen over wat er vervolgens moet worden geprobeerd. Het R&D-team moet de dyno elke keer dat een ingrediënt verandert, opnieuw formatteren. Het is een nauwgezet proces, maar een dat de meest complete resultaten en uiteindelijk het beste smeermiddel oplevert.
Tijdens de ontwikkeling van een kettingsmeermiddel zijn er een aantal beslissingen die moeten worden genomen met betrekking tot de uiteindelijke formulering. Het is belangrijk om te begrijpen dat een formulering zo weinig of zo veel afzonderlijke componenten kan hebben, afhankelijk van de vereisten van het smeermiddel. Stel bijvoorbeeld dat u een kettingsmeermiddel wilt formuleren dat zowel efficiënt als duurzaam is. Eerst wilt u bepalen wat voor soort smeermiddel het zou zijn; op waterbasis of op oliebasis. Ongeacht het type smeermiddel dat wordt gekozen, is er een breed scala aan basisvloeistoffen die kunnen worden geselecteerd.
Aangezien efficiëntie en duurzaamheid de prestatievereisten van het smeermiddel zijn, zijn de belangrijkste eigenschappen die het smeermiddel moet hebben, goede slijtage-eigenschappen en lage wrijving. Om dit te bereiken, moet u de chemicaliën (additieven) selecteren die verantwoordelijk zijn voor het verbeteren van de wrijvings- en slijtage-eigenschappen. In essentie moet u geschikte wrijvingsmodificatoren (voor lage wrijving) en anti-slijtageadditieven (voor lage slijtage) selecteren. In dit scenario kunt u één type wrijvingsmodificator gebruiken of een combinatie van twee of meer. Hetzelfde kan worden gezegd van de anti-slijtageadditieven.
Naast het selecteren van het type additieven dat gebruikt moet worden, moet er nog een beslissing worden genomen met betrekking tot de concentratie van de individuele additieven in de formulering. Als de samensteller er door geluk in slaagt om de combinatie van het additief met hun optimale concentraties te bepalen, heeft de samensteller de extra uitdaging van de esthetiek van het smeermiddel. Dit omvat zaken als kleur en geur, die in sommige gevallen een noodzaak kunnen zijn; om een sterke geur van het additief of basisoliemengsel te maskeren.
Alle smeermiddelen bestaan uit een basisolie en additieven. Soms wordt er meer dan één basisolie gebruikt. De basisolie neemt altijd het grootste deel van een smeermiddel in beslag. De pool van basisoliën die onze chemici kunnen kiezen is breed. Selectie is altijd kritisch en sterk afhankelijk van ervaring.
De relatie van een basisolie met additieven wordt ook gedefinieerd door het doel. Terwijl de basisolie de laatste draagt van het smeren van de ketting, vervullen additieven specifieke functies. Er is geen theoretische methode om de juiste verhouding van basisolie en additief te berekenen. De ervaring van de chemicus is cruciaal. Voor de minder ervarenen is de aanwezigheid van sediment - onopgelost additief - een onmiskenbaar teken van proportionele onbalans.
IHet is natuurlijk mogelijk om de verhouding van basisolie en additief om te draaien en een smeermiddel volledig uit additief te formuleren. De waarheid over de prestaties van een smeermiddel ligt echter net zozeer in de samenstelling als in de componenten.
Een prestatie smeermiddel vermindert wrijving. Het vermogen om dit te doen hangt af van de zorgvuldige selectie van geavanceerde chemische componenten. Wrijvingsmodificatoren zijn er in veel verschillende soorten, maar de belangrijkste categorieën zijn organische wrijvingsmodificatoren, polymere wrijvingsmodificatoren, micro-nanodeeltjes en organomolybdeen wrijvingsmodificatoren. Organische wrijvingsmodificatoren worden doorgaans gemaakt van oliezuur, oleylamide of stearinezuur, maar er zijn meer varianten. Deze wrijvingsmodificatoren (chemische verbindingen) bestaan uit een polaire kop en een niet-polaire staart. De polaire koppen worden aangetrokken door de reactieve wrijvende oppervlakken die vertrekken. De niet-polaire staarten verspreiden zich naar buiten vanaf beide oppervlakken en vormen een wrijvingsarm schuifvlak waar ze elkaar ontmoeten. Dit wrijvingsarm schuifvlak is verantwoordelijk voor wrijvingsvermindering.
Polymeerwrijvingsmodificatoren kunnen een alkylmethacrylaatverbinding bevatten. Hun functie en gedrag dienen hetzelfde doel in een fietssmeermiddel als een organische wrijvingsmodificator: polaire koppen hechten zich aan het oppervlak van het smeermiddel om een schuifvlak met lage wrijving te vormen.
Nanodeeltjes, of 'microdeeltjes', zijn complexer. Hun gedrag verschilt per type. Sommige vormen wrijvingsarme schuifvlakken zoals eerder beschreven, terwijl andere, zoals PTFE, intrinsieke wrijvingsverminderende eigenschappen hebben die voortkomen uit hun vermogen om te 'rollen' binnen contacten. Alle nanodeeltjes delen een onoplosbare eigenschap, wat betekent dat ze verdichten in plaats van oplossen in het smeermiddel, of sedimenteren afhankelijk van de dichtheid en stijgen naar het oppervlak van het smeermiddel.
Schema van polymeerwrijvingsmodificator
Een smeermiddel dat is samengesteld om de duurzaamheid te vergroten, doet dit door slijtage te verminderen. Tribofilms zijn slechts één methode en deze worden gevormd door de aanwezigheid van anti-slijtageadditieven. Een andere methode bestaat uit het creëren van formules met additieven met een hoog moleculair gewicht. Deze 'lange keten'-componenten vormen vezelachtige structuren die een 'tweede oppervlak' creëren, waarbij de contactgebieden van de aandrijflijn slechts enkele micrometers van elkaar worden gescheiden. Minder contact betekent natuurlijk minder slijtage.
Ons vermogen om nu de chemische componenten van toonaangevende smeermiddelen te bepalen is een van de belangrijkste prestaties van ons onderzoeksproject met LGC en NPL - het is innovatie op zijn best. De processen die werden gebruikt om een chemische formule te reverse engineeren waren Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC/MS) en Atmospheric Solids Analysis Probe Mass Spectrometry (ASAP-MS).
Zoals de naam al doet vermoeden, werkt Gas Chromatografie Massaspectrometrie (GC/MS) door het gedrag van het smeermiddel te meten wanneer het wordt verhit tot het kookpunt. Het wordt eerst gemengd met een oplosmiddel en geïnjecteerd in de chromatografiekolom van een zeer geavanceerde analytische machine, die ook gas, zuurstof of een 'enactor' zoals argon of helium bevat. Door het monster in de kolom te brengen, wordt het gas eruit geduwd.
Atmospheric Solids Analysis Probe Mass Spectrometry (ASAP-MS) is vergelijkbaar met de hierboven beschreven gaschromatografieanalyse, maar wordt uitgevoerd bij hogere temperaturen en wordt gebruikt wanneer analyse door gaschromatografie bepaalde chemische componenten niet heeft kunnen identificeren. Beide bieden een spectra voor analyse.
Maar we hebben geen voortdurende behoefte om de producten van onze concurrenten te reverse engineeren. Nadat we de meest gebruikte chemische componenten hebben vastgesteld, kunnen we onze testliteratuur uitbreiden en de ontwikkeling van onze eigen formules versnellen.
De reikwijdte van de smeermiddelcategorie is enorm. Weinig andere helpen de fietser om zo'n breed scala aan uitdagingen te overwinnen. De meeste fietsproducten verliezen slechts één probleem op. Kettingsmeermiddel kan een hulpmiddel zijn voor prestaties, duurzaamheid en bescherming, afhankelijk van de formule.
Maar sommige uitdagingen kunnen niet worden overwonnen door een smeermiddel. Slechte onderhoudsroutines, mechanische inefficiënties en klimatologische omstandigheden waarvoor het smeermiddel niet is geoptimaliseerd, zullen zelfs de meest geavanceerde formule tenietdoen. Kies uw smeermiddel zorgvuldig en gebruik het als onderdeel van een regelmatige en uitgebreide onderhoudsroutine voor de beste prestaties.
Wilt u op onze UK site winkelen?
Wilt u op de EU-website winkelen?
Wilt u op de Amerikaanse site winkelen?