TERCERA PARTE:
TERCERA PARTE:
La composición química de un lubricante para bicicletas tiene una importancia fundamental para su capacidad de reducir la fricción o el desgaste. La mezcla de aceites base y aditivos define la eficacia de un lubricante, ya esté formulado para mejorar el rendimiento o la durabilidad.
Bajo la superficie de un lubricante se esconde un mundo de complejidad. La interacción de los componentes químicos tiene lugar a nivel molecular en un mundo invisible para el ojo humano. Las relaciones que comparten, su capacidad para trabajar juntos ("sinérgicos") o para anular el efecto del otro ("antagónicos") son algunos de los numerosos factores que tienen en cuenta los científicos de Muc-Off.
Absorbencia, viscosidad, lubricidad, solubilidad e incluso volatilidad: éstas y otras innumerables consideraciones son la esfera del químico industrial. La temperatura y la presión, la velocidad y la carga, la dureza y el acabado de la superficie son algunos de los factores que pueden afectar al rendimiento del lubricante, tanto si se mezcla por su rendimiento como por su durabilidad.
Nuestra investigación con el Laboratorio del Químico Gubernamental (LGC) y el Laboratorio Físico Nacional (NPL) ha sido decisiva para desarrollar un nuevo protocolo de identificación de los componentes químicos más utilizados en un proceso logrado con Espectrometría de Masas por Cromatografía de Gases (GC/MS) y Espectrometría de Masas por Sonda de Análisis de Sólidos Atmosféricos (ASAP-MS).
El proceso de creación de un nuevo lubricante lleva mucho tiempo. Hay que seleccionar y probar aditivos individuales para ver no sólo cómo funcionan por sí mismos, sino dentro de la fórmula. Cada modificación debe probarse varias veces, los datos se analizan y se decide qué probar a continuación. El equipo de I+D tiene que reformatear el banco de potencia cada vez que cambia un ingrediente. Es un proceso minucioso, pero que ofrece los resultados más completos y, en última instancia, el mejor lubricante posible.
Durante el desarrollo de una cadena Lubricar hay que tomar una serie de decisiones sobre la formulación final. Es importante entender que una formulación puede tener tan pocos como muchos componentes individuales, dependiendo de los requisitos de Lubricar. Como ejemplo, digamos que se quiere formular una cadena Lubricar que sea eficiente y tenga una buena durabilidad. En primer lugar, habría que determinar qué tipo de Lubricar sería: a base de agua o a base de aceite. Independientemente del tipo de Lubricar que se decida, habrá una amplia gama de fluidos base que se pueden seleccionar.
Dado que la eficacia y la durabilidad son los requisitos de rendimiento de Lubricar, las propiedades clave que debe tener Lubricar son buenas propiedades de desgaste y baja fricción. Para conseguirlo, es necesario Seleccionar los productos químicos (aditivos) responsables de mejorar las propiedades de fricción y desgaste. En esencia, tendría que Seleccionar modificadores de fricción adecuados (para una baja fricción) y aditivos antidesgaste (para un bajo desgaste). En este caso, se puede utilizar un tipo de modificador de la fricción o una combinación de dos o más. Lo mismo puede decirse de los aditivos antidesgaste.
Además de seleccionar el tipo de aditivos que se van a utilizar, hay que tomar otra decisión con respecto a la concentración de cada uno de los aditivos en la formulación. Si, por suerte, el formulador consigue determinar la combinación de aditivos con sus concentraciones óptimas, se enfrenta al reto adicional de la estética de Lubricar. Esto incluye aspectos como el color y la fragancia, que en algunos casos pueden ser necesarios para enmascarar cualquier olor fuerte del aditivo o de la mezcla de aceite base.
Todos los lubricantes se componen de un aceite base y aditivos. A veces, se utiliza más de un aceite base. El aceite base siempre ocupa la mayor parte de un lubricante. El abanico de aceites base que nuestros químicos pueden elegir es amplio. La selección es siempre crítica y depende en gran medida de la experiencia.
La relación de un aceite base con los aditivos también se define por su finalidad. Mientras que el aceite base soporta la carga de lubricar la cadena, los aditivos desempeñan funciones específicas. No existe un método teórico para calcular la proporción correcta de aceite base y aditivo. La experiencia del químico es fundamental. Para los menos experimentados, la presencia de sedimentos -aditivo no disuelto- es un signo inequívoco de desequilibrio proporcional.
Is posible, por supuesto, invertir la proporción de aceite base y aditivo y formular un lubricante enteramente a base de aditivo. Sin embargo, la verdad sobre el rendimiento de un lubricante reside tanto en su mezcla como en sus componentes.
Un lubricante de alto rendimiento reduce la fricción. Su capacidad para hacerlo depende de la cuidadosa selección de componentes químicos de vanguardia. Los modificadores de fricción son muchos y variados, pero las principales categorías incluyen modificadores de fricción orgánicos, modificadores de fricción poliméricos, micro-nano partículas y modificadores de fricción organo-molibdeno. Los modificadores de fricción orgánicos suelen crearse a partir de ácido oleico, oleil amida o ácido esteárico, pero hay más variedades. Estos modificadores de la fricción (compuestos químicos) constan de una cabeza polar y una cola no polar. Las cabezas polares son atraídas por las superficies de rozamiento reactivas que salen. Las colas no polares se extienden hacia fuera de ambas superficies formando un plano de cizalladura de baja fricción donde se encuentran. Este plano de cizalladura de baja fricción es el responsable de la reducción de la fricción.
Los modificadores de fricción poliméricos pueden contener un compuesto de metacrilato de alquilo. Su función y comportamiento tienen el mismo propósito en un lubricante de bicicleta que un modificador de fricción orgánico: las cabezas polares se adhieren a la superficie del lubricante para formar un plano de cizallamiento de baja fricción.
Las nanopartículas, o "micropartículas", son más complejas. Su comportamiento varía según el tipo. Algunas forman planos de cizallamiento de baja fricción como los descritos anteriormente, mientras que otras, como el PTFE, tienen propiedades intrínsecas de reducción de la fricción derivadas de su capacidad para "rodar" dentro de los contactos. Todas las nanopartículas comparten una propiedad insoluble que significa que se compactan, en lugar de disolverse en el lubricante, o sedimentan en función de la densidad y suben a la superficie del lubricante.
Diagrama del modificador de fricción polimérico
Un lubricante formulado para aumentar la durabilidad lo hace reduciendo el desgaste. Las tribopelículas son sólo un método, y se forman gracias a la presencia de aditivos antidesgaste. Otro método consiste en crear fórmulas con aditivos de alto peso molecular. Estos componentes de "cadena larga" forman estructuras similares a fibras que crean una "segunda superficie", separando las áreas de contacto de Sistema de transmisiónen tan sólo unas micras. Naturalmente, un menor contacto significa un menor desgaste.
Nuestra capacidad para determinar ahora los componentes químicos de los principales lubricantes es uno de los logros más significativos de nuestro proyecto de investigación con LGC y NPL: es innovación en estado puro". Los procesos utilizados para la ingeniería inversa de una fórmula química fueron la espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC/MS) y la espectrometría de masas por sonda de análisis de sólidos atmosféricos (ASAP-MS).
Como sugiere su nombre, la espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC/MS) funciona midiendo el comportamiento del lubricante cuando se calienta hasta su punto de ebullición. Primero se mezcla con un disolvente y se inyecta en la columna cromatográfica de una máquina analítica muy sofisticada, que también contiene gas, oxígeno o un "enactor" como argón o helio. Al introducir la muestra en la columna se expulsa el gas.
La espectrometría de masas con sonda de análisis de sólidos atmosféricos (ASAP-MS) es similar al análisis por cromatografía de gases descrito anteriormente, pero se realiza a temperaturas más elevadas y se utiliza cuando el análisis por cromatografía de gases no ha permitido identificar determinados componentes químicos. Ambos proporcionan un espectro para el análisis.
Pero no tenemos una necesidad continua de aplicar ingeniería inversa a los productos de nuestros competidores. Una vez establecidos los componentes químicos más utilizados, podemos ampliar nuestra bibliografía de pruebas y acelerar el desarrollo de nuestras propias fórmulas.
El alcance de la categoría de lubricantes es enorme. Pocos otros ayudan al motorista a superar un abanico tan amplio de retos. La mayoría de Productos Bici sólo resuelven un problema. El lubricante para cadenas puede ser una ayuda para el rendimiento, la durabilidad y la protección, dependiendo de la fórmula.
Pero algunos retos no pueden ser superados por un lubricante. Las rutinas de mantenimiento deficientes, las ineficiencias mecánicas y las condiciones climáticas para las que el lubricante no está optimizado derrotarán incluso a la fórmula más avanzada. Elija su lubricante con cuidado y utilícelo como parte de una rutina de mantenimiento regular y exhaustiva para obtener el mejor rendimiento.
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