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).
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