Tim Universitas Tennessee mengembangkan metode baru untuk melihat dan memprediksi kelemahan pada karet

Knoxville, TN – Sebuah metode baru untuk memastikan konsistensi dan kualitas dalam produksi karet, yang dikembangkan oleh tim peneliti dari Universitas Tennessee, Knoxville, dan Eastman, kemungkinan besar akan menunjukkan dampak nyata terhadap keberlanjutan material dan daya tahan produk seperti mobil. ban.

Ketika konsumen di AS dan di seluruh dunia semakin terdorong untuk menggunakan kendaraan listrik dan menjauhi ketergantungan pada bahan bakar fosil, pengguna kendaraan listrik saat ini telah menemukan masalah pemeliharaan yang tidak terduga. Karena kombinasi bobot yang lebih tinggi dan torsi yang lebih tinggi, kendaraan listrik memberikan tekanan lebih besar pada ban standar, menyebabkan ban tersebut mengalami degradasi 30% lebih cepat dibandingkan ban pada kendaraan berbahan bakar internal.

Profesor Fred N. Peebles dari UT dan Ketua Keunggulan IAMM Dayakar Penumadu, bersama dengan mahasiswa pascasarjana teknik elektro Jun-Cheng Chin, peneliti pascadoktoral Stephen Young dan tiga ilmuwan Eastman, baru-baru ini menerbitkan penelitian yang bertujuan untuk memecahkan salah satu tantangan paling umum dalam produksi karet: mengidentifikasi kelemahan dalam materi.

Karet mengandung zat aditif seperti seng oksida dan belerang yang berfungsi meningkatkan kekuatan, elastisitas, dan sifat menguntungkan lainnya. Apabila bahan-bahan tersebut tidak tersebar secara merata pada suatu produk karet seperti ban mobil, maka bahan tersebut akan mengandung cacat yang menyebabkan produk tersebut terdegradasi sebelum waktunya.

“Jika komponen seperti belerang tidak tersebar dengan baik, hal ini akan menimbulkan titik keras lokal,” kata Penumadu. “Bahan keras tersebut menimbulkan banyak tekanan mekanis dan termal, sehingga material tersebut terdegradasi sebelum waktunya.”

Bahkan cacat sebesar rambut manusia pun dapat mengurangi umur komponen karet besar seperti ban mobil.

“Hal ini mengarah pada dampak keselamatan dan ekonomi,” kata Penumadu.

Mengidentifikasi dan mempelajari kelemahan tersebut—bidang yang dikenal sebagai mekanika rekahan—sangat penting untuk memahami bagaimana kinerja material. Namun menemukan kelemahan tersebut sebelum menimbulkan masalah merupakan permasalahan yang telah lama mengganggu industri karet.

“Pendekatan industri saat ini adalah dengan memotong sampel karet dalam jumlah kecil, lalu mengamatinya di bawah mikroskop optik,” kata Penumadu. “Hal ini tidak hanya membosankan dan merusak, tetapi juga tidak dapat diandalkan. Hal ini mengharuskan Anda menebak terlebih dahulu di mana, dalam sampel buram, Anda perlu memeriksa ketidakkonsistenan.”

Selain itu, mikroskop optik tidak dapat membedakan komponen karet—misalnya, sulfur dan seng oksida keduanya tampak sebagai bintik putih.

Tim Penumadu telah mengatasi masalah ini dengan beralih dari analisis optik ke tomografi komputer sinar-X. Sinar-X yang melewati sampel dihamburkan dan diserap secara berbeda-beda bergantung pada bahan yang dikenainya. Komputer kemudian merekonstruksi model 3D digital dari interior karet.

“Ini adalah poin yang sangat penting,” kata Penumadu. “XCT memungkinkan kami melihat bagian dalam material secara non-invasif, dan kami benar-benar dapat melihat distribusi setiap komponen.”

Penerapan metode baru ini meningkatkan kemampuan industri karet untuk melihat dan memprediksi kelemahan dan pada akhirnya akan menghasilkan produk karet dengan kualitas yang lebih konsisten dan tahan lama.

Pada bulan Oktober tim menerima Penghargaan Keunggulan Publikasi 2021 dari Jurnal Kimia dan Teknologi Karet atas makalah inovatif mereka, “Analisis Kuantitatif Dispersi Sulfur dalam Formulasi Ban Elastomer dengan Menggunakan Tomografi Komputasi Sinar-X Resolusi Tinggi”, yang membahas metode XCT baru dan temuan penelitian mereka.

#bagian karet、#produk karet、#segel karet、#paking karet、#karet di bawah、#bagian karet khusus、 #bagian karet otomotif、#senyawa karet、#busing karet#Bagian karet silikon、#Bagian silikon khusus、#selang karet