WhatsApp Image 2022 06 25 at 9.39.03 AM - مقاومت به سر بودن و ضريب اصطكاك چوب پلاست

مقاومت به سر بودن و ضريب اصطكاك چوب پلاست

کفپوش های چوب پلاست با سطح برجسته و سه بعدی مقاوم به سُر بودن هستند. مقاومت به سر يا ليز بودن با ضريب اصطكاك به‏ طور كمي توصيف مي‏شود. مقاوم بودن كافي به ليز بودن برای ايمني انسان مهم است، به ‏ويژه براي سالمندان. سكوهاي چوبي به سر بودن مقاوم هستند، به‏ويژه وقتي تر باشند. کفپوش های چوب پلاست در مقايسه با چوب اشباع شده به سر بودن كم‏تر مقاوم هستند. اما در چوب پلاست های با سطح برجسته و سه بعدی این مقاومت چندین برابر میشود. به ‏طور قطع سكوي چند سازه‏اي نبايد خطري براي ايمني انسان داشته باشد.

اصطكاك با ناصاف بودن سطح، لزوماَ بالا نيست. ناصافي عامل فرعي تاثيرگذار در اصطكاك است. سطح‏هاي ناصاف سبب ساييدگي هستند، نه اصطكاك. اصطكاك اغلب بين سطوح صاف بالا است (مانند ضريب اصطكاك شيشه روي شيشه). معروف است كه لغزاندن دو صفحه شيشه‏اي روي هم، مشكل مي‏باشد. نيروي‏هاي مولكولي بين اشياي براق (پوليش) شده مي‏تواند خيلي بالا باشد. پس نيروهاي اصطكاك بين‏شان زيادند.

ضريب اصطكاک

نسبت نيروي موازي سطح تماس (لازم براي مقابله با اصطكاك) به مؤلفه عمودي وزن شيئ‏ مي‏باشد.

ضريب اصطكاك استاتيكي

ضريب اصطكاك جسمي است كه به لغزيدن مقاومت مي‏كند به اين شرط كه مؤلفه عمودي فشار تماس كم‏تر از  KPa9/6 و بيشتر از KPa 90 نباشد ( به‏صورت يكنواخت وارد بر سطح تماس).

ضريب اصطكاك ديناميكی

ضريب اصطكاك جسمي است در حركت، وقتي­كه لغزیدن شروع شده و جسم لغزيدن را به‏طور نسبي با سرعت ثابت 8/3 تا  15 ادامه مي‏دهد و مؤلفه قائم فشار تماس كم‏تر از KPa 9/6 و بيشتر از KPa90 نباشد (به‏صورت يكنواخت وارد بر سطح تماس).

پلاست 218x300 - مقاومت به سر بودن و ضريب اصطكاك چوب پلاست

ضريب اصطكاك استاتيكي هر سطحي به‏طور كلي بزرگ‏تر از ضريب اصطكاك ديناميكي آن مي‏باشد.

مقاومت به سر بودن کفپوش های چوب پلاست

خاصيتي از سطح است كه مانع از سر بودن يا ليز بودن مي‏شود. در مورد کفپوش های چوب پلاست اين خاصيت ناشي از ماده توأم است يا مي‏تواند با برس زدن، نقش اندازي و به‏كار بردن تغيير دهنده ليز بودن، تغيير داده شود.

در آزموني ساده، ضريب اصطكاك استاتيكي، تانژانت زاويه‏اي از خط عمود است كه تحت آن شروع لغزيدن اتفاق مي‏افتد. اگر پاشنه‏اي روي تخته‏اي چند سازه، تحت زاويه 45 درجه شروع به حركت كند، ضريب اصطكاك استاتيكي در اين حالت خاص 1 مي‏باشد. اگر پاشنه تحت زاويه 27 درجه شروع به حركت كند، ضريب اصطكاك استاتيكي 51/0 است.

سطح كف يا سكوي مقاوم به سر بودن، بايد ضريب اصطكاك استاتيكي 5/0 يا بيشتر داشته باشد. اين ضرايب لازمة كد ADA نيز مي‏باشد.

مقاومت به سر بودن پلاستيك ‏ها

پلي اتيلن سنگين (HDPE) که در اغلب چوب پلاست ها استفاده می شود، با ضرايب اصطكاك كم توصيف مي‏شود. هرچه دانسيته بيشتر باشد، ضريب اصطكاك استاتيكي (و ديناميكي) كم‏تر خواهد بود. ضريب اصطكاك پلي اتيلن با دانسيته  915/0 برابر 5/0 است و براي پلي اتيلن با دانسيته  932/0، اين ضريب 3/0 است و براي پلي اتيلن با جرم ويژه  965/0 ، 1/0 است.

عوامل مقدماتي كنترل كننده ضريب اصطكاك HDPE، ويژگي‏هاي مولكولي آن، وزن مولكولي و توزيع آن (عدد ميانگين ويسكوزيته وزن‏هاي مولكولي)، و درجه كريستاليني (تعدد شاخه) مي‏باشند. اين به سهم خود روي عمل متقابل مولكولي بين سطح پلي‏مر و سطح شيئ در تماس با آن تاثير مي‏گذارد. به‏طور كلي ضريب اصطكاك پلي اتيلن با افزايش وزن مولكولي و ميزان تعدد شاخه در آن (كه سبب كاهش جرم ويژه است) افزايش پيدا مي‏كند. در نتيجه ضريب اصطكاك HDPE زنگي شكل است و از حداكثري مي‏گذرد. اين رابطه از طبيعت ویسکوالاستیک پلی اتیلن ناشی  مي‏شود.

مقاومت به سر بودن سكوي چوبي

به‏طور كلي، سكوهاي چوبي ليز نيستند، و به‏ويژه وقتي خيس باشند. مشاهده شده است که لیزی چوب اشباع شده در مقايسه با تخته چوب پلاست، كم‏تر است و چوب تر یا خيس ليزي كم‏تر از چوب خشك دارد.

مقاومت به سر بودن سكو با کفپوش های چوب پلاست

تاكنون مطالعات وسيعي روي مقايسة مقاومت به سر بودن يا ضريب اصطكاك استاتيكي بين چوب و چوب پلاست ‏ها انجام نشده است.

برس زدن ضريب را 05/0 تا 15/0 واحد، بسته به كيفيت يا پوشش برس، افزايش مي‏دهد. نقش انداختن (امباس) 05/0 واحد اصطكاك را افزایش می­دهد. این مقدار در چوب پلاست های با امباس سه بعدی بیشتر است

LDPE دانسيته پايين‏تري دارد و بنابراين تخته ‏هاي چند سازه از آن ضريب اصطكاك بالاتر از تخته ‏هاي با HDPE دارند.

چوب اشباع شده ضريب اصطكاك استاتيكي بالاتر از چوب پلاست‏ها دارد. اين ويژگي ممتاز چوب است، همراه با ايمني از نظر مقاومت و سفتي، در مقايسه با چوب پلاست ها. اگر دوام كم،‏ حساسيت به عوامل بيولوژيكي و كمياب بودن با كيفيت مناسب چوب براي كف پوش مطرح نباشد، تخته‏هاي چوب پلاست نمي‏توانند با چوب رقابت كنند.

چوب و چوب پلاست‏ها هر دو مادة متخلخل هستند، آب جذب مي‏كنند و نفوذ مويينگي دارند. در حقيقت همين منافذ ريز سبب جذب آب مي‏باشند. هرچه اصطكاك اين مواد در حالت خيس بيشتر باشد، نتيجه خروج آب از منافذ مويينه آن‏ها بين سطوح تماس زير بار آزمون است كه اتصال موقتي بين دو سطح تماس ايجاد مي‏كند. در آزمون اصطكاك روي صفحه يا سطح مايل، پاشنه چرمي كفش روي سطح خيس در مقايسه با سطح خشك، كندتر حركت مي‏كند.

واضح‏تر گفته شود، ضريب اصطكاك به‌دست ‏آمده روي سطوح خيس را نمي‏توان «ضريب اصطكاك استاتيكي» ناميد. بنابر تعريف، بين سطوح آزمون نبايد چيزي تاثيرگذار روي اصطكاك وجود داشته باشد، حتي آب.

تاثیر فرمولاسیون چوب پلاست روي مقاومت به لغزش: افزاينده ليزي

پركننده‏ها مانند آرد چوب و مواد معدني، به‏طور طبيعي افزاينده اصطكاك هستند. در حقیقت اين‏ها فرسايندگي را افزايش مي‏دهند، نه اصطكاك را. HDPE خالص ضريب اصطكاك پايين و دانسيته بالاتر دارد كه ضريب اصطكاك استاتيكي را پايين مي‏آورد. دانسيته HDPE بين 915/0 و  965/0، ضريب اصطكاك آن را از 5/0 به 1/0 كاهش مي‏دهد. اما اغلب تخته‏هاي چوب پلاست تجاري ضريب اصطكاك استاتيكي بيش از 5/0 دارند.

براي مثال در تخته‏­ای که از HDPE با دانسيته  955/0 استفاده مي‏شود، ضريب اصطكاك آن 15/0 است. اما وقتي پوسته شالي و كربنات كلسيم يا كائولین و الياف بدون ليگينن به اين پلاستيك اضافه مي‏شود، ضريب اصطكاك استاتيكي آن به 53/0 مي‏رسد، يعني % 350 افزايش نسبت به HDPE خالص. اين مقدار ضريب هنوز به 5/0 نزديك است كه ايمن تصور مي‏شود.

به‏نظر مي‏رسد كه براي افزايش اصطكاك چوب پلاست، ساده‏ترين راه تعويض نوع پلاستيك آن با نوع داراي اصطكاك بالاتر باشد. براي HDPE تعويض با پلاستيك داراي دانسيته پايين‏تر يا HDPE لاستيكي‏تر. اين كار شايد مشكلی را در رواني جريان مذاب در اكسترودر، موضوع كاهش مقاومت (مدول خمشي، تغيير مكان، كريپ) و خواص ديگر محصول نهايي را در پي داشته باشد. تغيير پلاستيك بازي موازنه و بهينه تلقي مي‏شود. اگر موازنه نشان مي‏دهد كه محصول نهايي ضريب اصطكاك بالاتري پيدا مي‏كند و ساير خواص در فاصله رواداري حفظ مي‏شوند، تعويض پلاستيك با موفقيت خواهد بود.

لاستيك در مقايسه با پلي اولفين‏ها، ضريب اصطكاك بهتري دارد و شايد اضافه كردن پودر يا ذرات لاستيك به چند سازة HDPE پايه، كمك كار باشد. ذرات درشت‏تر كربنات كلسيم هم همين نقش را دارند. اضافه كردن يك پركننده افزاينده اصطكاك مي‏تواند بر مقاومت به شوك چند سازه‏ هم اثر مثبت داشته باشد.

برس زدن و نقش يا طرح دار كردن بر ناصافي سطح مي‏افزايد و ايجاد مقاومت به لغزيدن خواهد كرد. ناصافي سطح ارتباط مستقيم با اصطكاك واقعي ندارد، يعني مقاومت به عمل متقابل مولكولي بين دو سطح در تماس يا داراي حركت نسبت به هم.

(ابراهیمی، ق. رستم­پور، ا. 1389. در ترجمه چندسازۀ چوب و پلاستیک. آناتول آ، کلیوسوف. تهران. دانشگاه تهران. موسسه انتشارات. 886 صفحه.)

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید