Mitä lisäaineita kuumavahaan?
Käyttökohde on edelleen polkupyörän ketjun kuumavahavoitelu.
Oletetaan lähtökohdaksi (lähes) öljytön, kova ja suhteellisen korkeassa lämpötilassa (kuitenkin selvästi alle +100 °C) sulava parafiinivaha.
Pitäisi valita lisäaineet vahan sekaan voitelun parantamiseksi.
Vaihtoehdot:- MoS2
- WS2
- Molemmat
- Ei mitään
- Joku muu
Mitä laitetaan ja kuinka paljon?
Hyvistä perusteluista saa kevyen karman, sosiaalisia pisteitä, kiiltävän kilven ja paremman ihmisen maineen.
Öljypitoisuus vai kovuus?
Nyt on dilemma.
Lähtökohtaisesti ajattelin että kun parafiinivahassa on vähemmän öljyä, siihen tarttuu pöly huonommin, ja se on hyvä asia. Mutta, parafiinivahoista tavallisesti ilmoitetaan myös vahan kovuus, joka mitataan neulan tunkeutumistestillä. Vähäisempi tunkeutuminen tarkoittaa kovempaa vahaa. Oletan myös että myös vahan kovuus on eduksi juuri pölyn tarttumista ajatellen. Mutta nämä ominaisuudet eivät korreloi keskenään kovinkaan hyvin. Jos pitää kriteerinä vahan kovuutta, löytyy vaha, joka ei ole öljypitoisuudeltaan aivan niukimpia. Vastaavasti, jos pitää kriteerinä öljypitoisuutta, löytyy vaha, joka ei ole aivan kovimpien joukossa. Kysyin asiaa tekoälyltä, joka oli sitä mieltä että vahan kovuus olisi tärkeämpi kriteeri pölyn tarttumista ajatellen. Logiikka oli tällainen: Kova vaha tarkoittaa sileämpää pintaa ja pienempää kitkaa, ja siitä johtuen pölyhiukkaset eivät pysy. Hyvä kun sain vastauksen, mutta en ole siitä vakuuttunut.
Eli kumpaa tässä kannattaisi pitää ensisijaisena kriteerinä; vahan öljypitoisuutta vai kovuutta?
Tiedän kyllä minkälaisella testillä tähän saisi luotettavan vastauksen, mutta ei minulla ole sellaista laboratoriota tässä eikä myöskään vertailtavia näytteitä. Veikkaan että joku jossain on jo tällaisen testin tehnyt, mutta pitää testin tuloksia liikesalaisuutena eikä kerro.
Tässä vielä mitä Grok vastasi:
Lainaus:
Keskeiset löydökset
Kovuus on todennäköisesti paras ennustaja pölyn tarttumisen vähentämiselle. Kovempi vaha (pienempi kartioneulan tunkeutumisarvo) tarjoaa sileämmän pinnan ja vähentää kitkaa, mikä estää pölyhiukkasia tarttumasta.
Öljypitoisuus voi lisätä pinnan tahmeutta, mikä saattaa lisätä pölyn tarttumista. Alhaisempi öljypitoisuus voi siis olla hyödyksi, mutta sen vaikutus on pienempi kuin kovuuden.
Sulamispiste vaikuttaa vahan pehmeyteen tietyissä lämpötiloissa, mutta sen suora yhteys pölyn tarttumiseen on heikko ja riippuu ympäristöstä.
Selitys
Pölyn tarttuminen vahan pintaan riippuu pääasiassa kahdesta fysikaalisesta tekijästä: kitkasta ja adheesiosta.
Kitka: Mitä suurempi kitka pinnalla on, sitä helpommin pölyhiukkaset jäävät siihen kiinni. Kovempi vaha, joka mitataan pienemmällä tunkeutumisarvolla (esim. ASTM D1321 -testillä), on sileämpi ja vähentää kitkaa, jolloin pöly ei tartu yhtä helposti.
Adheesio: Tahmea pinta vetää pölyä puoleensa. Öljypitoisuus voi lisätä tahmeutta, joten täysin raffinoidut vahat (esim. öljypitoisuus 0,5–0,8 %) ovat vähemmän tahmeita, mutta ero on pieni, jos öljyä on vähän.
Sulamispiste määrittää, missä lämpötilassa vaha pehmenee tai sulaa. Pehmeämpi vaha voi olla tahmeampi ja lisätä tarttumista, mutta tämä vaikutus riippuu siitä, missä lämpötilassa vahaa käytetään. Koska käyttöympäristö (esim. polkupyörän ketju) voi vaihdella, sulamispiste ei ole yhtä suora ennustaja kuin kovuus.
Tieteelliset tutkimukset, kuten pinnankarkeuden ja hiukkasten tarttumisen yhteyttä käsittelevät artikkelit, tukevat sitä, että sileämmät ja kovemmat pinnat vähentävät pölyn tarttumista. Vaikka suoria tutkimuksia parafiinivahan ja pölyn tarttumisen suhteesta on vähän, fysikaaliset periaatteet viittaavat kovuuden olevan ratkaiseva tekijä.