Tým University of Tennessee vyvíjí novou metodu pro zobrazení a předpovídání chyb v gumě

Knoxville, TN – Nová metoda k zajištění konzistence a kvality při výrobě pryže, vyvinutá výzkumným týmem z University of Tennessee, Knoxville a Eastman, pravděpodobně ukáže skutečný dopad na udržitelnost materiálů a trvanlivost produktů, jako jsou automobily. pneumatiky.

Vzhledem k tomu, že spotřebitelé v USA a na celém světě jsou stále více motivováni k elektromobilům a odklánějí se od závislosti na fosilních palivech, současní uživatelé EV odhalili neočekávaný problém s údržbou. Díky kombinaci vyšší hmotnosti a vyššího točivého momentu vyvíjejí elektromobily větší tlak na standardní pneumatiky, což způsobuje jejich degradaci o 30 % rychleji než pneumatiky na vozidlech se spalovacím motorem.

Profesor Fred N. Peebles z UT a předseda excelence IAMM Dayakar Penumadu spolu s postgraduálním studentem elektrotechniky Jun-Cheng Chin, postdoktorským výzkumníkem Stephenem Youngem a třemi vědci z Eastman nedávno zveřejnili výzkum zaměřený na vyřešení jednoho z nejčastějších problémů výroby pryže: identifikaci nedostatků. v materiálu.

Guma obsahuje přísady, jako je oxid zinečnatý a síra, které zlepšují pevnost, elasticitu a další příznivé vlastnosti. Když složky nejsou rovnoměrně rozmístěny v pryžovém produktu, jako je pneumatika automobilu, materiál bude obsahovat vady, které způsobí předčasnou degradaci produktu.

"Pokud se složky, jako je síra, špatně rozptylují, vytváří to lokalizovaná tvrdá místa," řekl Penumadu. "Tato tvrdá látka přitahuje mnoho mechanického a tepelného namáhání, takže materiál předčasně degraduje."

Dokonce i vada o šířce lidského vlasu může snížit životnost velké pryžové součásti, jako je pneumatika automobilu.

"To vede k bezpečnostním a ekonomickým dopadům," řekl Penumadu.

Identifikace a studium takových vad – obor známý jako lomová mechanika – je zásadní pro pochopení toho, jak bude materiál fungovat. Nalezení takových nedostatků dříve, než způsobí problémy, je problém, který již dlouho sužuje gumárenský průmysl.

"Současným průmyslovým přístupem je vyříznout malý vzorek pryže a poté jej pozorovat pod optickým mikroskopem," řekl Penumadu. „Nejen, že je to únavné a destruktivní, je to nespolehlivé. Vyžaduje, abyste předem uhodli, kde v neprůhledném vzorku musíte zkontrolovat nesrovnalosti.“

Navíc optické mikroskopy nedokážou rozlišit mezi pryžovými složkami – například síra a oxid zinečnatý se jeví jako bílé skvrny.

Tým Penumadu tento problém překonal přechodem z optické analýzy na rentgenovou počítačovou tomografii. Rentgenové záření, které projde vzorkem, se rozptyluje a absorbuje různě v závislosti na materiálech, na které dopadá. Počítač pak rekonstruuje digitální 3D model vnitřku gumy.

"Toto je velmi důležitý bod," řekl Penumadu. "XCT nám umožňuje neinvazivně vidět vnitřek materiálu a skutečně můžeme vidět rozložení každé složky."

Použití této nové metody zvyšuje schopnost gumárenského průmyslu vidět a předvídat nedostatky a nakonec povede k konzistentnější kvalitě a trvanlivějším pryžovým výrobkům.

V říjnu tým obdržel cenu 2021 Publication Excellence Award od Journal of Rubber Chemistry and Technology za svůj průlomový článek „Sulfur Dispersion Quantitative Analysis in Elastomer Tire Formulations by Using High Resolution X-Ray Computed Tomography“, který pojednává o nové metodě XCT a jejich výzkumné poznatky.

#pryžové díly、#pryžový výrobek、#gumové těsnění、#gumové těsnění、#gumový měch、#pryžový díl na zakázku、 #pryžové díly pro automobily、#gumová směs、#gumové pouzdro#silikonové pryžové díly、#silikonové díly na zakázku、#gumová hadice