氯化钠在高性能防滑橡胶的生产中充当牺牲模板。通过将盐粒嵌入橡胶基体中,然后将其溶解,制造商可以制造出仅通过模塑难以实现的精确表面纹理。
氯化钠充当“可移除微孔模板”。一旦盐被冲洗掉,由此产生的充满空气的空隙就会利用复杂的物理力来极大地提高在光滑表面的附着力。
制造机制
要了解这项技术的价值,必须从微观层面了解橡胶表面的设计方式。
硫化和嵌入
在初始制造阶段,将氯化钠颗粒整合到橡胶化合物中。然后,橡胶外底将与这些锁在材料结构内部的颗粒一起进行模塑和硫化。
水洗过程
橡胶定型后,组件会经过特定的水洗过程。由于氯化钠是可溶的,这一步有效地溶解了固化橡胶中的颗粒。
可控孔隙的创建
盐的去除留下了空白空间。这些空间产生了微尺寸的空气囊孔隙,其尺寸可以根据原始盐粒的尺寸进行控制。
微孔如何增强抓地力
由此产生的表面不仅仅是“粗糙”的;它具有功能性。由盐模板产生的空隙在使用过程中会发挥特定的物理作用。
连续捕获空气
当外底接触地面时,由溶解的盐产生的微孔会持续捕获空气。这可以防止与表面完全密封,这对于抓地力的基本物理原理至关重要。
非均相润湿
捕获的空气和孔隙结构会产生非均相润湿状态。这种物理状态会改变液体与橡胶表面的相互作用方式。
物理附着力
通过操纵润湿状态,孔隙会产生增强外底附着力的物理力。这在光滑的石头或瓷砖等具有挑战性的表面上尤其有效。
理解权衡
尽管有效,但这种制造方法会引入必须管理的特定变量。
依赖于后处理
防滑表面的有效性完全取决于水洗过程的彻底性。如果氯化钠没有完全溶解,微孔就不会形成,空气捕获机制也会失效。
表面复杂性
该方法依赖于减材工艺(去除材料以实现功能)。与传统的增材纹理化相比,这增加了一个复杂性层,因为最终孔隙的尺寸取决于初始盐粒的一致性。
为您的目标做出正确选择
在评估用于安全或性能应用的橡胶化合物时,请考虑其底层技术。
- 如果您的主要重点是最大程度地提高湿牵引力:优先选择采用“牺牲模板”方法以确保在瓷砖等无孔表面上主动捕获空气的材料。
- 如果您的主要重点是工艺效率:请注意,此方法需要在硫化后增加一个水洗阶段,这可能会影响生产时间。
这项技术将一种普通材料转化为复杂的工程工具,将简单的空隙转化为主动的安全功能。
总结表:
| 阶段 | 操作 | 结果功能 |
|---|---|---|
| 嵌入 | 将氯化钠整合到橡胶中 | 将颗粒锁定在硫化结构中 |
| 溶解 | 硫化后水洗 | 去除盐以产生精确的微尺寸空气囊 |
| 操作 | 使用过程中连续捕获空气 | 产生物理附着力,实现卓越的湿牵引力 |
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参考文献
- Toshiaki Nishi, Kazuo Hokkirigawa. Development of high slip-resistant footwear outsole using rubber surface filled with activated carbon/sodium chloride. DOI: 10.1038/s41598-021-04102-0
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .