วิทยาศาสตร์ของยางรถยนต์ 

30261239_1864640493574376_5762002676908818432_n.jpg

ช่วงนี้เป็นช่วงที่ฝนตกแบบไม่ได้มีอะไรเตือนล่วงหน้ากันบ่อยๆนะครับ ซึ่งหลายๆครั้งอาจจะก่อให้เกิดอุบัติเหตุได้ง่ายโดยเฉพาะการเดินทางโดยรถยนต์บนพื้นถนนเปียกที่อาจจะก่อให้เกิดการลื่นไถลจนเสียหลักได้ง่าย 😂

การตรวจสอบ #ยางรถยนต์ นั้นก็จัดว่าเป็นอะไรที่ควรให้ความสำคัญมากๆในสภาวะอากาศที่เลวร้ายแบบนี้ ควรตรวจสอบดอกยางรถยนต์ของท่าน เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการขับขี่นะครับ 😭

ดังนั้นวันนี้แอดก็จะมาเล่าถึง #เกร็ดความรู้ที่ไม่จำเป็นต้องรู้ก็ได้ ของ #วิทยาศาสตร์ของยางรถยนต์ นะครับ

ปกติแล้วยางรถยนต์นั้นจะมีโครงสร้างยางอย่างน้อย 3 ส่วนและเสริมแรงด้วยใยโลหะ เพื่อลดการบวมของยางและความสูญเสียจากระเบิดของยางได้ด้วยนะครับ

โดยตัวยางที่นำมาประกอบกันเป็นยางรถยนต์นั้นจะมี

#หน้ายาง ที่มักจะผสมยางที่มี Loss modulus เยอะๆ และ Real modulus ต่ำๆจะได้ใช้สร้างแรงเสียดทานกับพื้นถนน เพื่อการยึดเกาะถนนที่ดี โดยมากก็จะใช้ยางที่มีโครงสร้างโซ่กิ่งเยอะๆอย่าง Butyl rubber มาเป็นส่วนผสมเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มความหนึบ (Tackiness) เนื่องจากว่าเป็นยางที่ซับแรงได้ดีมาก เวลาวิ่งจะไม่กระเด้งกระดอนไถลไปเมื่อได้รับแรงเสียดทาน

อีกทั้งยังมักมีดอกยางเพื่อ #รีดน้ำ ออกด้านข้าง เวลาที่วิ่งบนถนนเปียกนั้นน้ำจะได้ไม่เป็น barrier ระหว่างหน้ายางและพื้นถนนด้วย แต่สำหรับยางรถแข่งหลายประเภทที่วิ่งเฉพาะบนถนนแห้งนั้น มักจะทำหน้ายางเรียบเพื่อให้ยึดเกาะถนนได้ดีกว่า

หลายๆครั้งจะพบว่า เวลาที่ฝนตกใหม่ๆนั้น ถนนมักจะมีความลื่นสูงกว่ายามที่ฝนตกไปนานแล้ว เนื่องจากว่าฝุ่นทรายที่อยู่บนถนนเวลาที่เปียกน้ำใหม่ๆนั้นจะทำหน้าที่เป็นโคลนเจลเพิ่มความหล่อลื่นด้วยความอุ้มน้ำของเค้านั่นเอง 😂

#แก้มยาง มักจะผสมกับยางที่มี Real modulus เยอะๆ และ Loss modulus น้อยๆ เพื่อที่จะทำให้ยางนั้นคงรูปและซับแรงให้น้อยที่สุด เพราะว่าการซับแรงเชิงกลแต่ละหน่วยนั้นจะทำให้เกิดความร้อนสะสมได้เสมอ เพราะถ้าเกิดความร้อนสะสมจากการที่วิ่งไปนานๆ ก็อาจจะเกิดอันตรายจากความร้อนสะสมในยางได้มากเลยทีเดียว

โดยมากมักจะผสมยางที่เป็นโซ่ตรงเยอะๆอย่าง Butadiene rubber นะครับ เนื่องจากความเป็นโซ่ตรงนั้นจะทำให้เกิดการถ่ายเทพลังงานเชิงกลได้ดีด้วย

#ตัวยาง นั้นมักจะใช้ยางที่มีสมบัติที่อยู่ระหว่าง Butadiene rubber และ Butyl rubber นั่นก็คือยางธรรมชาติ ที่มีส่วนประกอบของ cis-1,4-polyisoprene จากต้นยางพารา (Hevea Brasiliensis) เนื่องจากความทนทานที่สูงจากมวลโมเลกุลที่สูง รวมไปถึงมีสมบัติเชิงกลที่ดีมาก ยามเมื่อรับแรง อีกทั้งยังเป็นวัตถุดิบที่มีราคาที่เหมาะสมอีกด้วย

ซึ่งปกติสารวัตถุดิบที่เป็นยางไม่ว่าจะเป็น Butadiene rubber, Butyl rubber และยางธรรมชาตินั้น ไม่สามารถที่จะนำมาใช้งานโดยตรงนะครับ เค้าจำเป็นต้องผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “Compounding” ที่เป็นการผสมสารเสริมแรงอย่างผงถ่านดำ (Carbon black) และผสมกำมะถันเพื่อการเชื่อมขวาง (Crosslink) ที่ในศัพท์เฉพาะยางนั้นจะเรียกว่า “Vulcanization” เมื่อได้รับความร้อนที่เหมาะสมจากการบ่ม (Cure) ด้วยนะครับ

รวมไปถึงสารเร่งและสารเติมแต่งอื่นๆที่จะทำให้สมบัติของยางนั้นดีขึ้นและได้ตามความต้องการสูงสุดของการใช้งานแต่ละประเภท ซึ่งอัตราส่วนการผสมนั้นก็มักจะเป็นความลับทางการค้าของผู้ผลิตแต่ละรายไป

วัสดุยางนั้นเป็น “วัสดุที่มีสมบัติขึ้นอยู่กับเวลา” (time dependent materials) ทั้งในแบบ “พลศาสตร์” (dynamic) และแบบ “สถิตศาสตร์” (static) นะครับ

ซึ่งในแบบพลศาสตร์นั้นจะกล่าวถึงสมบัติเชิงกลจากการรับแรงซ้ำๆเป็นคาบเวลาที่เปลี่ยนแปลงไป เช่น ขณะรถวิ่ง เป็นต้น

ส่วนในแบบสถิตศาสตร์นั้น จะพูดถึงสมบัติเชิงกลที่ได้รับแรงนานๆ รวมไปถึงความเสื่อมสภาพของยางเมื่อได้สัมผัสกับปัจจัยทั้งทางเคมีและโครงสร้างกายภาพ อย่างเช่น การถูกย่อยสลาย (degradation) ทั้งจากจากแสงแดดและออกซิเจน รวมไปถึงสมบัติการคืบ (creep) ของยางเมื่อทิ้งไว้เป็นระยะเวลานานๆด้วย 😂

ดังนั้นแม้ว่าดอกยางจะอยู่ครบ แต่เมื่อเวลาเปลี่ยนไปก็ควรที่จะเปลี่ยนด้วยนะครับ โดยมากจะยึดกันว่าใช้วิ่งไม่เกิน 5 ปีนะครับ (ซึ่งเวลามาตรฐานสำหรับรถยนต์ที่วิ่งปกตินั้นยึดกันที่ 2 ปีเท่านั้น) รวมไปถึงยางที่เปลี่ยนใหม่นั้นเราก็ควรที่จะดู “ปียาง” ของยางเส้นใหม่ด้วยนะครับ

สุดท้ายนี้แอดก็ขอขอบคุณรูปประกอบบทความจากลิงก์นี้ด้วยนะครับ

https://tiresandparts.net/…/research-confirms-no-health-ri…/

#ควรตรวจสอบยางรถยนต์อย่างสม่ำเสมอ
#ถึงใช้งานน้อยก็ควรเปลี่ยนตามคาบเวลา
#ถ้าใช้งานมากก็ควรตรวจสภาพดอกยาง
#ด้วยความเป็นห่วงชีวิตและสุขภาพของลูกเพจ

ถ้าใครสงสัยว่า Real modulus และ Loss modulus คืออะไร ลองดูภาพประกอบนี้นะครับ

จากภาพจะเห็นได้ว่า
Real modulus ก็คือการเด้งกลับ หรือส่วนมอดุลัสที่แสดงให้เห็นโดยการเด้ง ซึ่งเป็น Hookian properties ที่เราเห็นตามปกติ ถ้าจะเรียกว่าความเด้งจากการแข็งของยางก็ว่าได้

ส่วน Loss modulus ก็คือการสูญเสียการเด้ง โดยสมบัติด้าน Newtonian properties ที่คล้ายของไหลนะครับ/ หรือแรงที่ถูกดูดซับแล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่น ซึ่งโดยมากจะเป็นพลังงานความร้อน ดังนั้นอะไรที่มีค่า Loss mudulus สูงๆก็มักจะไม่เด้ง ดูยวบยาบ เหมือนกับเทน้ำลงพื้นนะครับ

30126984_1864663373572088_558877151898632192_n.jpg

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s