PARTE TERZA:
PARTE TERZA:
La chimica di un lubrificante Bicicletta è di fondamentale importanza per la sua capacità di ridurre l'attrito o l'usura. Che sia formulato per le prestazioni o per la durata, la miscela di oli base e additivi definisce la capacità di un lubrificante di svolgere il proprio compito.
Sotto la superficie di un lubrificante si nasconde un mondo di complessità. L'interazione dei componenti chimici avviene a livello molecolare in un mondo invisibile all'occhio umano. Le relazioni che essi condividono, la loro capacità di lavorare insieme ("sinergici") o di annullare l'effetto dell'altro ("antagonisti") sono tra i numerosi fattori presi in considerazione dagli scienziati di Muc-Off.
Assorbenza, viscosità, lubrificazione, solubilità e persino volatilità: queste e innumerevoli altre considerazioni sono la sfera del chimico industriale. La temperatura e la pressione, la velocità e il carico, la durezza e la finitura superficiale sono tra i tanti fattori che possono influenzare le prestazioni del lubrificante, sia che venga miscelato per le prestazioni che per la durata.
La nostra ricerca con il Laboratory of the Government Chemist (LGC) e il National Physical Laboratory (NPL) è stata determinante per lo sviluppo di un nuovo protocollo per l'identificazione dei componenti chimici più utilizzati in un processo ottenuto con la spettrometria di massa gascromatografica (GC/MS) e la spettrometria di massa a sonda di analisi dei solidi atmosferici (ASAP-MS).
Il processo di creazione di un nuovo lubrificante richiede molto tempo. I singoli additivi devono essere selezionati e testati per vedere come funzionano non solo da soli, ma anche all'interno della formula. Ogni singola modifica deve essere testata più volte, i dati vengono poi analizzati e si decide cosa provare successivamente. Il team di ricerca e sviluppo deve riformattare il dyno ogni volta che cambia un ingrediente. È un processo minuzioso, ma che fornisce i risultati più completi e, in ultima analisi, il miglior lubrificante possibile.
Durante lo sviluppo di una catena Lubrifica ci sono una serie di decisioni che devono essere prese riguardo alla formulazione finale. È importante capire che una formulazione può avere pochi o tanti singoli componenti, a seconda dei requisiti di Lubrifica. Per esempio, supponiamo di voler formulare una catena Lubrifica che sia efficiente e abbia una buona durata. Per prima cosa, si dovrebbe determinare il tipo di Lubrifica prodotto da utilizzare: a base d'acqua o a base d'olio. Indipendentemente dal tipo di Lubrifica scelta, è possibile selezionare un'ampia gamma di fluidi di base.
Dato che l'efficienza e la durata sono i requisiti di prestazione di Lubrifica, le proprietà chiave che Lubrifica devono avere sono buone proprietà di usura e basso attrito. Per ottenere questo risultato, è necessario Seleziona individuare le sostanze chimiche (additivi) responsabili del miglioramento delle proprietà di attrito e usura. In sostanza, è necessario Seleziona modificare l'attrito (per un basso attrito) e gli additivi antiusura (per una bassa usura). In questo scenario, è possibile utilizzare un solo tipo di modificatore di attrito o una combinazione di due o più tipi. Lo stesso vale per gli additivi antiusura.
Oltre alla scelta del tipo di additivi da utilizzare, è necessario prendere un'altra decisione in merito alla concentrazione dei singoli additivi nella formulazione. Se con un po' di fortuna il formulatore riesce a determinare la combinazione di additivi con le loro concentrazioni ottimali, deve affrontare l'ulteriore sfida dell'estetica di Lubrifica. Questo include elementi come il colore e la fragranza, che in alcuni casi possono essere una necessità, per mascherare qualsiasi odore forte dell'additivo o della miscela di oli di base.
Tutti i lubrificanti sono composti da un olio base e da additivi. A volte viene utilizzato più di un olio base. L'olio di base costituisce sempre la parte più consistente di un lubrificante. La gamma di oli base che i nostri chimici possono scegliere è ampia. La selezione è sempre critica e dipende in larga misura dall'esperienza.
Il rapporto tra l'olio base e gli additivi è definito anche dalla finalità. Mentre l'olio base ha il compito di lubrificare la catena, gli additivi svolgono funzioni specifiche. Non esiste un metodo teorico per calcolare la giusta proporzione tra olio base e additivo. L'esperienza del chimico è fondamentale. Per i meno esperti, la presenza di sedimenti - additivi non disciolti - è un segno inequivocabile di squilibrio proporzionale.
IÈ ovviamente possibile invertire la proporzione tra olio base e additivo e formulare un lubrificante interamente a base di additivi. La verità delle prestazioni di un lubrificante, tuttavia, risiede nella sua miscela tanto quanto nei suoi componenti.
Un lubrificante ad alte prestazioni riduce l'attrito. La sua capacità di farlo dipende dall'attenta selezione di componenti chimici all'avanguardia. I modificatori di attrito sono numerosi e vari, ma le categorie principali comprendono i modificatori di attrito organici, i modificatori di attrito polimerici, le micro-nano particelle e i modificatori di attrito organo-molibdeno. I modificatori d'attrito organici sono in genere creati a partire da acido oleico, ammide oleilica o acido stearico, ma ne esistono altre varietà. Questi modificatori di attrito (composti chimici) sono costituiti da una testa polare e da una coda non polare. Le teste polari sono attratte dalle superfici di sfregamento reattive che lasciano. Le code non polari si estendono verso l'esterno di entrambe le superfici formando un piano di taglio a basso attrito nel punto in cui si incontrano. Questo piano di taglio a basso attrito è responsabile della riduzione dell'attrito.
I modificatori di attrito polimerici possono contenere un composto di alchilmetacrilato. La loro funzione e il loro comportamento sono analoghi a quelli di un modificatore di attrito organico in un lubrificante Bicicletta : le teste polari si attaccano alla superficie del lubrificante per formare un piano di taglio a basso attrito.
Le nanoparticelle, o "microparticelle", sono più complesse. Il loro comportamento varia a seconda del tipo. Alcune formano piani di taglio a basso attrito come quelli precedentemente descritti, mentre altre, come il PTFE, hanno proprietà intrinseche di riduzione dell'attrito derivanti dalla loro capacità di "rotolare" all'interno dei contatti. Tutte le nanoparticelle condividono una proprietà insolubile, il che significa che si compattano, anziché dissolversi nel lubrificante, o sedimentano a seconda della densità e salgono sulla superficie del lubrificante.
Diagramma del modificatore di attrito polimerico
Un lubrificante formulato per aumentare la durata lo fa riducendo l'usura. Un metodo è rappresentato dai tribofilm, che si formano grazie alla presenza di additivi antiusura. Un altro metodo consiste nel creare formule con additivi ad alto peso molecolare. Questi componenti a "catena lunga" formano strutture simili a fibre che creano una "seconda superficie", separando le aree di contatto di Trasmissionedi pochi micron. Un contatto ridotto significa naturalmente una riduzione dell'usura.
La nostra capacità di determinare i componenti chimici dei principali lubrificanti è uno dei risultati più significativi del nostro progetto di ricerca con LGC e NPL: è l'innovazione al suo massimo. I processi utilizzati per decodificare una formula chimica sono stati la spettrometria di massa gascromatografica (GC/MS) e la spettrometria di massa con sonda per l'analisi dei solidi atmosferici (ASAP-MS).
Come suggerisce il nome, la spettrometria di massa gascromatografica (GC/MS) funziona misurando il comportamento del lubrificante quando viene riscaldato al punto di ebollizione. Viene prima miscelato con un solvente e iniettato nella colonna cromatografica di una macchina analitica altamente sofisticata, che contiene anche gas, ossigeno o un "enactor" come argon o elio. L'introduzione del campione nella colonna spinge fuori il gas.
La spettrometria di massa con sonda per l'analisi dei solidi atmosferici (ASAP-MS) è simile all'analisi gascromatografica descritta sopra, ma condotta a temperature più elevate e utilizzata quando l'analisi gascromatografica non è riuscita a identificare alcuni componenti chimici. Entrambi forniscono uno spettro per l'analisi.
Ma non abbiamo la necessità costante di fare reverse engineering dei prodotti dei nostri concorrenti. Avendo stabilito i componenti chimici più comunemente utilizzati, possiamo aggiungere alla nostra letteratura di test e accelerare lo sviluppo delle nostre formule.
La portata della categoria dei lubrificanti è enorme. Pochi altri aiutano il motociclista a superare una così vasta gamma di sfide. La maggior parte dei prodotti Bicicletta risolve solo un problema. Il lubrificante per catene può essere un aiuto per le prestazioni, la durata e la protezione, a seconda della formula.
Ma alcune sfide non possono essere superate da un lubrificante. Cattive routine di manutenzione, inefficienze meccaniche e condizioni climatiche per le quali il lubrificante non è ottimizzato sconfiggeranno anche la formula più avanzata. Scegliete con cura il vostro lubrificante e usatelo come parte di una routine di manutenzione regolare e completa per ottenere le migliori prestazioni.
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