TERCERA PARTE:
TERCERA PARTE:
La química de un lubricante para bicicletas es de importancia fundamental para su capacidad de reducir la fricción o el desgaste. Tanto si está formulado para el rendimiento como para la durabilidad, la mezcla de aceites base y aditivos define la eficacia de un lubricante.
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.
Absorción, 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, ya sea mezclado para obtener un mayor rendimiento o una mayor durabilidad.
Nuestra investigación con el Laboratorio del Químico Gubernamental (LGC) y el Laboratorio Físico Nacional (NPL) ha sido decisiva para desarrollar un nuevo protocolo para identificar los componentes químicos más utilizados en un proceso logrado con la Espectrometría de Masas de Cromatografía de Gases (GC/MS) y la Espectrometría de Masas de Sondas de Análisis de Sólidos Atmosféricos (ASAP-MS).
El proceso de creación de un nuevo lubricante lleva mucho tiempo. Hay que seleccionar y probar cada uno de los aditivos para ver no sólo cómo funcionan por sí mismos, sino dentro de la fórmula. Hay que probar cada una de las modificaciones varias veces, analizar los datos y tomar una decisión sobre qué probar a continuación. El equipo de I+D tiene que reformular el banco de pruebas 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 la 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 eficiencia 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, habría que Seleccionar los productos químicos (aditivos) que se encargarán 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 fortuna, el formulador consigue determinar la combinación de aditivos con sus concentraciones óptimas, tiene el reto adicional de la estética de la Lubricar. Esto incluye cosas como el color y la fragancia, que en algunos casos pueden ser una necesidad; para enmascarar cualquier olor fuerte del aditivo o de la mezcla de aceite base.
Todos los lubricantes se componen de un aceite base y de 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 muy 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 lleva el peso de la lubricación de la cadena, los aditivos realizan 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 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 última generación. Los modificadores de la fricción son muchos y variados, pero las principales categorías incluyen los modificadores de la fricción orgánicos, los modificadores de la fricción poliméricos, las micropartículas y los modificadores de la fricción de organomolibdeno. Los modificadores de fricción orgánicos suelen crearse a partir del ácido oleico, la oleilamida o el ácido esteárico, pero hay más variedades. Estos modificadores de 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 cizallamiento de baja fricción donde se encuentran. Este plano de cizallamiento 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 para bicicletas 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 se sedimentan en función de la densidad y suben a la superficie del lubricante.
Diagrama del modificador de fricción de polímeros
Un lubricante formulado para aumentar la durabilidad lo hace reduciendo el desgaste. Los tribofilms son sólo un método, y se forman gracias a la presencia de aditivos antidesgaste. Existe otro método que consiste en crear fórmulas con aditivos de alto peso molecular. Estos componentes de "cadena larga" forman estructuras similares a las fibras que crean una "segunda superficie", separando las áreas de contacto de Sistema de transmisiónpor sólo unas micras. La reducción del contacto, naturalmente, significa un menor desgaste.
Nuestra capacidad para determinar los componentes químicos de los principales lubricantes es uno de los logros más significativos de nuestro proyecto de investigación con LGC y NPL: es la innovación en su máxima expresión. 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 Sondas 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 el argón o el 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 lleva a cabo a temperaturas más altas y se utiliza cuando el análisis por cromatografía de gases no ha podido identificar ciertos 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 literatura 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 una gama tan amplia 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 pueden hacer fracasar incluso 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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