اصطکاک در پلیمرها

 

رفتار اصطکاکی پلیمرها در بسیاری از موقعیت های کاربردی که شامل سایش ، فرسایش و خراش پلیمر می باشد مهم است . داشتن اصطکاک زیاد برای تایر در تماس با جاده یا برای تخت کفش در تماس با سطوح مختلف از جمله کفپوش های پلاستیکی ، مهم می باشد . اصطکاک کم نیز در پلاستیک های استفاده شده در یاتاقان یا برای چوب اسکی با پوشش های پلاستیکی در تماس با برف مطلوب است . اصطکاک همچنین نقش مهمی را در اولین قسمت اکسترودرها ایفا می کند ، در جایی که انتقال پلیمر جامد به بخشی که پلیمر در آنجا مذاب می شود .

رفتار اصطکاکی پلیمرها توسط تابور ، بیکرمن و بارتنو و لاورنتو مرور شده است . اصطکاک لاستیک ها توسط کونانت و لیسکا ، شالامچ و گروش مرور شده است . رفتار اصطکاکی یاتاقان های پلیمری نیز توسط گلیسر و پینج بک مورد بررسی قرار گرفته است .

اصطکاک ، اندازه نیروی مقاوم در برابر حرکت یک سطح در تماس با سطح دیگر است .

ضریب اصطکاک به صورت F/W تعریف می گردد که F نیروی مماسی مورد نیاز برای ایجاد حرکت در سطح تماس وقتی که سطوح به وسیله یک نیروی عمودی W برهم فشرده می شوند ، می باشند . اصطکاک می تواند به سه دسته طبقه بندی شود :

• استاتیک
• دینامیک
• غلطشی

این سه دسته مختلف اصطکاک اغلب دارای مقادیر متفاوتی هستند . ضریب اصطکاک وابسته به عوامل مختلفی می باشد . عوامل خارجی شامل دما ، سرعت لغزش و بار بوده و عوامل محلی در تماس شامل طبیعت سطوح ( زبر یا نرم ) ، مساحت سطح تماس ، وجود یا عدم وجود روان کننده و نوع دستگاه اندازه گیری می باشد . تمام عوامل ذکر شده در انواع مختلف تغییر شکل سطوح با هم متفاوت هستند .

ابزارهای متفاوتی برای اندازه گیری اصطکاک از یک نمونه ساده مانند یک صفحه مورب تا ابزارهای پیچیده اندازه گیری نیروی کشش بر روی یک مقطع فولادی با صفحه صاف یا نیروی مورد نیاز برای غلطش یک توپ یا چرخ در عرض یک سطح ، توسعه داده شده اند . متاسفانه ، به علت پیچیدگی پدیده اصطکاک ، داده های یک نوع دستگاه اغلب با داده های بدست آمده از دستگاه دیگر متفاوت است ، چرا که ممکن است هرکدام از این دستگاه ها بر جنبه های ( عوامل ) متفاوتی از فرآیند اصطکاک تاکید کنند .

نیروی اصطکاک کل از چندین عامل تشکیل می شود که شامل :

• سختی نسبی دو ماده که در تماس با هم هستند .
• چسبندگی ملکولی
• تغییر شکل سطوح در مقیاس بزرگ
• طریقه ی تغییر شکل سطوح خشن
• فرآیندهای تغییر شکل توده