روان کننده‌ها و نحوه استفاده آن‌ها در صنعت
روان کننده‌ها معمولاً با تغییر ویسکوزیته مذاب توسط ورود انرژی‌های مختلف سطح در فصل مشترک عمل می‌کنند. اما چسبندگی ساده بین مذاب و ماشین‌آلات فرآیند ( مارپیچ، سیلندر و دای) نیز می‌تواند ترمز قابل‌توجهی برای توان عملیاتی باشد (نیاز به ذکر نیست که برای تمیزکاری نیاز به توقف‌های مکرر است).
اغلب اوقات می‌توان از همین ماده برای روان کاری داخلی (با افزودن کم) و آزاد ساز قالب (در مقدار بالاتر) استفاده کرد. بااین‌حال اضافه کردن سیستم‌های چندمنظوره که با استفاده از روان‌سازی باقیمت بالا انجام می‌شود، بیشتر از هزینه منجر به تغییرات خواص ذیل می‌شود:
- مقاومت ضربه
- کارایی در دمای پایین
- بهبود توزیع سایر افزودنی‌ها
- خواص مربوط به رطوبت و سدگری
مقدار استفاده از آن معمولاً وابسته به دستورالعمل‌ها و فرآیند‌های مختلف در حدود 5/0 تا 3 درصد است، اما یک افزودنی با کارایی بالا می‌تواند در حداقل دوز 1/0 درصد نیز مؤثر باشد.
استفاده از روان‌ساز کم می‌تواند باعث تخریب و ویسکوزیته بالاتر شود؛ اما استفاده بیش‌ازحد می‌تواند باعث لغزش بیش‌ازحد و کاهش تولید شود. عدم تعادل روان کننده و پایدارکننده می‌تواند باعث ورقه شدن یا مهاجرت پبگمنت (رنگدانه) از مذاب شود. بنابراین داشتن دانش عمیق در مورد روان کننده‌ها قبل از شروع فرمولاسیون مهم است.
خواص موردنظر روان کننده‌ها:
خواص فیزیکی و شیمیایی روان کننده‌ها بسیار متنوع است. استفاده از مواد آرایشی و شیمیایی به کنترل دقیق خواص نیاز دارند. کاربردهای فلزکاری و مایع حفاری نیاز کمتری به خلوص کلی و خصوصیات شیمیایی دارند.
رنگ:
رنگ نشان‌دهنده خلوص روان کننده‌ها ( به‌ویژه مواد مصنوعی) است. فراتر از رنگ APHA، وجود ناخالصی‌های نامطلوب درروان کننده‌ها بالاتر است. منسوجات به رنگ‌های روان کننده بسیار حساس هستند؛ چراکه ممکن است بر روی سفیدی اثر بگذارند. روان‌کننده‌ها ممکن است برای مدت طولانی پس از تولید با این سطح تماس داشته باشند و تحت تأثیر شرایط ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل قرار گیرند. فلزات تمایل به استفاده از روان کننده‌ها به‌صورت گذرا رادارند، روان کننده ممکن است فقط برای مدت کوتاهی وجود داشته باشد. بنابراین، وجود و خواص روان کننده ممکن است برای کیفیت مهم باشد یا نباشد. از منابع رنگی کیفیت APHA در بررسی کیفیت بصری استفاده می‌شود. رنگ بررسی خوبی در کیفیت روان کننده است.
نمودار زیر یک مقایسه کلی رنگ در مقابل عملکرد و نیازهای کیفی را نشان می‌دهد، جایی که رنگ یک شاخص جزئی از ناخالصی‌ها است.
ویسکوزیته:
ویسکوزیته برای بررسی خواص اصطکاک بسیار حیاتی است. بااین‌حال طبیعت سطح روغن‌کاری شده ممکن است به‌خوبی ویسکوزیته موردنیاز را دیکته کند. سطوح پلیمری نرم ممکن است بیشتر به روان کننده‌های با ویسکوزیته کم متکی باشد درحالی‌که فلزات به‌راحتی می‌توانند از روان کننده‌های با ویسکوزیته بسیار بالا استفاده کنند. بنابراین انتخاب ویسکوزیته به یکی از متعدد متغیرهایی تبدیل می‌شود که می‌بایست توسط محقق بررسی شود.
پایداری حرارتی:
پایداری حرارتی تابع مهم وزن مولکولی است. هرچه وزن مولکولی بیشتر باشد، به‌طورمعمول پایداری گرمایی روان کننده بیشتر است. پایداری حرارتی را می‌توان از طریق شاخه‌ای شدن ساختار شیمیایی به دست آورد. همان‌طور که قبلاً اشاره شد وزن مولکولی و شاخه‌ها (انشعابات) مستقیماً با اثرات ویسکوزیته در ارتباط است. می‌توان با دست‌کاری در ساختار شیمیایی یعنی انشعابات جهت ثبات حرارتی در راستای افزایش وزن مولکولی و متعادل‌سازی اثرات ویسکوزیته دست‌یافت. برخی از خانواده‌های روان کننده مانند پلی اترها ذاتاً در جرم مولکولی بالا ازنظر حرارتی ناپایدارتر هستند.
خواص شیمیایی:
عدد اسید شاخص اصلی اسید آزاد باقی‌مانده است. اسید‌های باقی‌مانده ممکن است با ماده‌ای که روغن‌کاری می‌شود تداخل داشته باشد. اثر اسیدی بر روی مواد روان کاری باید قبل از انتخاب روان کننده و مقدار اسید مربوط آن بررسی شود.
نمودار زیر یک مثال ساده از رابطه خواص مختلف روان کننده با استفاده در صنعت مربوطه است. برای هرکدام مقدار اهمیت تقریبی به پنج عامل اولیه در انتخاب روان کننده در هر صنعت اختصاص داده‌شده است.
صنایع آرایشی، دارویی و هوافضا به خلوص بسیار بالایی نیاز دارند. شفافیت (بدون مه، رسوب و...) و فراریت اسیدی کم از معیارهای شروع برای انتخاب است. هزینه ملاکی بااهمیت کمتر است.
مایعات حفاری و کاربردهای روغن گرمایشی به کیفیت بسیار کمتری در اطراف رنگ نیاز دارند، اگرچه به هزینه‌ها بسیار حساس هستند.
منسوجات و خودرو به‌طور گسترده‌ای متغیر هستند زیرا بسیاری از فرایندها، نیازها و استفاده نهایی قابل‌اجرا هستند و انتخاب، بسیار وابسته به ارزیابی مورد به مورد است.
تئوری روانکاری
هیدرودینامیک (Full Film Lubrication)
منطقه اصطکاک با سرعت‌بالا که درحرکت دو جسم در کنار یکدیگر با یک فیلم کامل از مایع جدا می‌شود.
روغن‌کاری مرزی
رژیم کم‌سرعت و با فشار بالا که حرکت توسط روان کننده‌ها ازنظر شیمیایی یا فیزیکی کنترل می‌شود و به سطوح جسم متصل می‌شود.
بسته به میزان بار و سرعت به چه نوع روانکاری نیاز دارید؟
