Angående vad Kuzmin må ha hävdat eller inte om belagets ”ogenomtränglighet” så känns det för min del som en kvasidiskussion för jag har inte läst hans avhandling och jag grundade min uppfattning om hans "materialvetenskapliga kunnande" på sådant jag läste på hans hemsida och som han nu tagit bort så att man inte kan gå tillbaka och kolla.
Lars-Erik!
För att besvara ditt inlägg får man nog utvidga resonemanget en bit:
Du kan betrakta belagets kristallina fas som ogenomtränglig för glidvallan så länge som den kristallina strukturen är intakt. MEN.. smältpunkten är inte så hög. Enligt produktinformation från UHMWPE-producenterna (Ticona, DSM, Mitsui Chemicals) ligger smältpunkten på ca 136 ºC. Polymerer har dock inte någon skarp smälttemperatur så det innebär egentligen att materialet har ett smältintervall på ca 120 – 140 ºC. Rekommenderad temp på vallajärnet är ju ofta högre, exempelvis 150-155 ºC för kallpulver. Har man bra kontakt mellan järn och belag innebär det alltså att yttersta belagsskiktet smälter, d.v.s. den kristallina delen övergår till att bli amorf i det skiktet. Men man uppfattar inte belaget som ”smält” eftersom UHMWPE består av väldigt långa molekyler som gör det extremt högvisköst i smält form. Belaget blir inte förstört. Vallan kan då tillfälligt lösa sig i hela polymeren i detta skikt, då allt är amorft där kristallina fasen smält. När man låter skidan svalna så kristalliserar plasten igen så att man åter får en blandning av kristallin och amorf fas. I denna process får man nog en utblödning av valla ur belaget som kan pågå ganska länge, har jag en känsla av, eftersom polymerers kristallisation brukar vara en lång process. Rekommendationen att man ska borsta ur först när belaget svalnat en längre stund relaterar nog till detta.
Om jag fattat Kuzmins resonemang rätt så menar han att vid kallföre så är det ju hårdare belag desto bättre som gäller. Vet inte om det är så enkelt men ok det kanske är så (?). Då menar Kuzmin att valla inte kan göra belagets yta hårdare, om jag fattat hans powerpoint från Uppsala rätt.
http://www.kuzmin.nu...zmin 070126.pdfMen det ska nog inte Kuzmin vara så säker på. Det är nämligen så att UHMWPE är en ganska mjuk form av polyeten som bör gå att göra hårdare med rätt behandling. Hårdheten hos polyeten är relaterad till kristalliniteten. Ju mer kristallint desto hårdare. Det som gör att UHMWPE inte är så hårt är att längden på molekylkedjorna gör dem trögrörliga i samband med kristallisationsprocessen. För att kristallisation ska kunna ske måste det vara en viss mobilitet hos molekylkedjesegmenten för annars kan de inte inordna sig i en ordnad struktur (=kristall). Men mobiliteten ökar om man har ett ”smörjmedel” närvarande vid processen och just den rollen kan ett paraffin ha. Dessutom är paraffiner i princip samma sak som polyeten men mycket kortare kedjor. Det borde innebära att paraffin också kan gå in i den kristallina strukturen hos polyetenet då det finns närvarande vid kristallisationen, och därmed ökar kristalliniteten ytterligare.
Jag tror att detta är en mekanism som till stor del ligger bakom effektiviteten hos kallpulver, men för att uttala mej tvärsäkert skulle jag nog behöva göra en del research. Det är nog svårt att mäta i praktiken, för det är nog främst ett lokalt fenomen i belagets yttersta skikt. Jag tror att sådan hårdhetsmätare som finns på bild i Kuzmins powerpoint mäter nog hårdheten mera på djupet. Men om det är hårdheten som ger kallglidet (?) så borde det väl vara det allra yttersta skiktets hårdhet som är intressant.
”eller har DU tillgång till utrustning som kan visa... ?”
Nej jag jobbar inte på något labb, så jag har inte tillgång till några speciella polymervetenskaliga instrument.
(vill jag ha något specellt testat så händer det att jag ber en av mina kunder att göra någon mätning åt mej, men jag kan nog tyvärr inte belasta mina kunders FoU-kapacitet med diverse skidbelag och vallor)
”är du utbildad i Uppsala ?”
Nej, Chalmers och KTH.
--
HW !
”Vad är det som bestämmer hur mycket av belaget som är amorft och kristallint?”
- Är väl till viss del besvarat ovan. Längden på molekylkedjorna är alltså en viktig faktor. Med kortare molekyler skulle belaget kunna vara mer kristallint (=hårdare) men det skulle tappa mycket i slitstyrka.
” är prisskillnaden stor mellan olika kvaliteer”
-Säkert viss spridning, men räknar du i kr per par så är den rena materialkostnaden för belaget försumbar i vilket fall som helst. Typ 50 spänn per kg för polyeten med ultrahög molekylvikt, i obearbetad form.
”Men om skillnaden i kvalitet på själva belaget är stort så inverkar ju det självklart mycket på slutprodukten.”
- Materialet är ju erkänt svårbearbetat, eftersom det i smält form är extremt högvisköst. Kan tänka mej att det inte är så lätt att få perfekt reproducerbarhet på hela produktionsprocessen fram till färdigt belag. Men vad som kan skilja från par till par av samma modell? tja.. vet inte ..
”Hur mäter man igentligen andelen amorf och kristallin zon?”
- Finns såklart avancerade instrument som mäter detta, men har man tillgång till materialleverantörens produktdata så kan man få en bra bild direkt. Vad jag sett så ligger densiteten på ca 930 kg/m3 för de kvaliteter som skulle kunna vara releavnta för skidbelag. Densiteten för amorf fas är ca 850 och ca 1000 för kristallin. Därmed så motsvarar 930 att kristalliniteten i runda slängar är 50%.
”När man värmer belaget, påverkar man den amorfa zonen bara i ytan eller djup in i belaget”
- Plasten leder inte värme så bra så initialt är det bara ett tunnt skikt som påverkas av vallajärnet och vallan, men ju högre temp och längre tid så får du djupare påverkan. Du kanske kan få en viss känsla för ”djupeffekten” genom att känna hur varmt belaget är i styrskåran, som ju inte varit i direktkontakt med järnet.