Kohlenwasserstoff-Wachs-Technologie

Die wirksamsten Grundschmiermittel für Ski und Snowboards sind Kohlenwasserstoffwachse. Kohlenwasserstoffe heißen so, weil sie zwei Elemente enthalten, Wasserstoff und Kohlenstoff, und sie können entweder natürlich (aus Erdöl gewonnen) oder synthetisch sein. Ihr Grundbaustein ist die Methylengruppe CH2, die einen Kohlenstoff und zwei Wasserstoffatome enthält und die wir durch einen roten Kreis darstellen.

Illustration der chemischen Struktur von Kohlenwasserstoffen, bestehend aus Methylengruppen (CH2). Diese bilden die Basis für Ski- und Snowboardwachse und beeinflussen deren Härte, Schmelzpunkt und Gleitfähigkeit.

Diese Bausteine können aneinandergereiht werden, um lineare Wachse zu bilden, die als Paraffine bezeichnet werden (das ... in der Abbildung steht für weitere Bausteine, die aus Platzgründen nicht dargestellt sind).

Diagramm, das zeigt, wie Kohlenwasserstoffe zu Paraffinen verbunden werden. Die Grafik verdeutlicht die Zusammensetzung von Skiwachsen aus linearen Paraffinen mit unterschiedlichen Bausteinzahlen.

Die Eigenschaften von Paraffinen hängen stark von der Anzahl der Bausteine ab. Gase enthalten bis zu vier (Propan hat drei Bausteine); Flüssigkeiten enthalten bis zu 18 (Oktan hat acht Bausteine) und feste Paraffine enthalten 19 oder mehr Bausteine. Mit zunehmender Anzahl der Bausteine werden die Paraffine härter und schmelzen bei höheren Temperaturen. Es ist wichtig zu wissen, dass die in Ski- und Snowboardwachsen verwendeten Paraffine nicht aus einzelnen Komponenten bestehen, sondern Mischungen aus einzelnen Paraffinen sind. Ein weiches Paraffin ist eine Mischung aus einzelnen Paraffinen mit 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 Bausteinen, also eine Mischung aus neun Wachsen mit durchschnittlich 24 Bausteinen, die bei 53 °C (128 °F) schmilzt. Bei einem härteren Paraffin beträgt die durchschnittliche Anzahl der Bausteine 32 und es schmilzt bei 60C (140 F), und bei einem superharten synthetischen Paraffin beträgt die durchschnittliche Anzahl der Bausteine 52 und es schmilzt bei 110C (230 F). Natürliche Paraffine haben Schmelzpunkte bis zu 65C (150FO); synthetische Paraffine müssen verwendet werden, wenn ein höherer Schmelzpunkt oder eine höhere Härte erforderlich sind. Wenn die Anzahl der Bausteine sehr hoch wird, verwandelt sich das Paraffin von Wachs in einen Kunststoff namens Polyethylen. Bei extrudiertem Polyethylen liegt die Zahl der Bausteine bei 40.000 und bei gesintertem Polyethylen bei 200.000, d. h. auch in der Kunststoffform führen mehr Bausteine zu einem härteren Material.

Paraffine sind hart und gleitfähig und bilden die Hauptbestandteile von Kohlenwasserstoff-Ski- und Snowboardwachsen. Wie unten dargestellt, können sie aufgrund ihrer linearen Struktur dicht gepackt werden und leicht aneinander gleiten.

Schematische Darstellung linearer Paraffine, die sich dicht packen und leicht aneinander gleiten lassen. Das Bild zeigt, wie diese Struktur für die Gleitfähigkeit von Kohlenwasserstoffwachsen entscheidend ist.

Die Kohlenwasserstoffbausteine können auch auf nichtlineare Weise verbunden werden, um mikrokristalline Wachse zu erhalten:

Illustration der Struktur mikrokristalliner Wachse mit Seitengruppen, die die Elastizität und Haltbarkeit verbessern. Das Bild zeigt, wie diese Wachse in Skiwachsformulierungen eingebunden werden, um die Lebensdauer auf rauen Schneebedingungen zu erhöhen.

Der lineare Teil wird als Rückgrat bezeichnet, die hängenden Teile als Seitengruppen. Je nach der Gesamtzahl der Bausteine und der Konfiguration der Seitengruppen gibt es mikrokristalline Wachse in verschiedenen Härte- und Schmelzpunktstufen, die von klebrig bis elastisch reichen. Aufgrund ihrer Seitengruppenkonfiguration sind mikrokristalline Wachse nicht sehr dicht gepackt und gleiten nicht so leicht aneinander, da die hängenden Gruppen der gepackten Moleküle dazu neigen, sich miteinander zu verheddern. Sie werden jedoch gut vom Belag aufgenommen und sind durch ihre Elastizität widerstandsfähiger gegen die Entfernung durch den Schleifschnee als die Paraffinwachse.

Schematische Darstellung der Mischung von Paraffinen und mikrokristallinen Wachsen in Skiwachsen. Die Grafik zeigt, wie diese Kombination die Gleitfähigkeit, Haltbarkeit und Aufnahmefähigkeit des Wachses optimiert.

Trotz der schlechten Gleiteigenschaften werden den Paraffinen wegen ihrer Aufnahmefähigkeit und Haltbarkeit geringe Mengen an mikrokristallinen Wachsen zugesetzt, um ihre Haltbarkeit und Aufnahmefähigkeit durch den Belag zu verbessern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Trockenreibung durch die Verwendung eines Kohlenwasserstoffwachses mit der entsprechenden Härte, die je nach Schneehärte und Disziplin ausgewählt wird, verringert wird. Die meisten Kohlenwasserstoffwachse, die beim Skifahren und Snowboarden verwendet werden, sind Mischungen aus verschiedenen Arten von natürlichen Paraffinen, synthetischen Paraffinen und mikrokristallinen Wachsen.

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