Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

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extremecarver
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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von extremecarver » 23.01.2017 17:08

Ich denke dass ist okay - solange da echt eine dicke Schicht Wachs drauf ist. Ist die Schicht uner 0.5mm - wirds kritisch. Richtig dick draufwachsen und ab in die Sonne (dass eine dünne Schicht kritisch ist - weiß ich - hab mal zum schauen was passiert nur ganz dünn Wachs auf ein altes Board und ab in die Sonne - Wachs war komplett eingezogen und Belag sah aus wie verbrannt).
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Uwe
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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von Uwe » 23.01.2017 17:51

extremecarver hat geschrieben:da sieht man dann auch dass ordentlich Wachs einzieht
Einzieht? ... ähm ... wie wir gelernt haben, zieht da nix ein, da so ein Belag eben KEINE "Poren" hat.
Uwe

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von extremecarver » 23.01.2017 18:02

naja - diffundiert es in die Luft? Es verschwindet jedenfall von der Oberfläche ohne auf Boden zu tropfen.
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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von Uwe » 23.01.2017 18:40

extremecarver hat geschrieben:diffundiert es in die Luft?
Weiß nicht ... bin schon auf Antworten gespannt.
Uwe

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von odenwälder » 24.01.2017 11:42

Uwe hat geschrieben:... bin schon auf Antworten gespannt.
Es ist ganz einfach: Das Paraffin diffundiert in den Belag.

Der Belag besteht aus Polyethylen (PE) mit hohem Molekulargewicht, das mit Füllstoffen (Ruß, Graphit, wenns teuer sein darf auch DLC oder Graphen), Uv-Stabilisatoren, Weichmachern usw. ausgerüstet ist. Der Kunststoff wird gesintert oder extrudiert.

Jetzt ist die Frage: Wo kann das Paraffin hin. Gesinterte Beläge können sehr gut Wachs aufnehmen, da auch "zwischen" den gesinterten Partikeln noch Platz ist (und man die Partikel gut behandeln kann). Aber auch extrudiertes PE kann Wachs aufnehmen, hier (und in den gesinterten Belägen) diffundiert das Paraffin in das PE, d.h. zwischen die PE-Moleküle. Um das zu verstehen, muss man sich von der Vorstellung lösen, Kunststoffe seien fest.
Der Schmelzpunkt Tm von (U)HDPE liegt bei etwa 135°C, die Glasübergangstemperatur Tg bei -110°C. Generell ist es bei Polymeren so, dass sie sich oberhalb von Tm wie eine Flüssigkeit verhalten , unterhalb von Tg verhalten sie sich wie ein Festekörper (Glas). Im Bereich zwischen Tm und Tg sind die Ketten im Polymer noch beweglich, der Kunstoff verhält sich zäh/gummiartig. Genauer: Der Kunststoff ist in Teilbereichen kristallin, dort haben die Polymerketten eine regelmäßige, sehr dichte Anordnung und es gibt amorphe Bereiche, in denen die Ketten noch beweglich sind. HDPE hat z.B. eine Kristallinitätsgrad von 70%. D.h. in den verbleibenden 30% des Materials sind die Polymerketten beweglich und es können sich z.B. Paraffine "dazwischenquetschen". Das ganze funktioniert umso besser, je wärmer der Kunstoff ist (je näher man sich an Tm herantraut). Deshalb die Wärmeunterstützung beim Heisswachsen. Man kann die Polymerketten aber auch durch Lösungsmittel "auflockern". Mit der Methode werden die ganzen Flüssigwachse aufgebracht. Da die Paraffine ziemlich lang sind, ist die Diffusion natürlich recht langsam. Mit der Heisswachsmethode und etwas Geduld sollten sich ein, vielleicht zwei µm sein (Matthias schreibt wenige 100 nm). Mit der Lösungsmittelmethode lässt sich natürlich nur eine viel kleinere Eindringtiefe erreichen, da auch das Lösungsmittel in das PE hineindiffundieren muss während es gleichzeitig an der Oberfläche verdampft.

Mit anderen Worten: Die Kristallinität des Kunststoffs bestimmt die Durchlässigkeit für die Paraffine. Je weniger Kristalle, desto besser. (Matthias schreibt dazu: Es kommt dabei auch darauf an, wie die kristallinen Bereiche angeordnet sind. @Matthias: hier würde mich interessieren, welche Rolle die Struktur innerhalb des Belags spielt. Du schreibst etwas über die Flokatistruktur, die die Wachsaufnahme verbessert. Ist das eine generelle Eigenschaft von UHDPE, d.h. mechanische Vorbehandlung sorgt für so eine Serparation der kristallinen und amorphen Bereiche? Aber weshalb lässt sich diese Struktur nicht wieder herstellen, wenn der Belag mal aufgeschmolzen war?)

Meine einfache Theorie zum verbrannten Belag: Wenn Ihr beim Wachsen den Belag "verbrennt", dann oxidiert das PE nicht etwa bis zum Holz (auch wenn PE leicht entzündlich ist), sondern ihr schmelzt den Belag auf. Wenn ihr mit dem Bügeleisen wieder weggeht, dann wird der Belag wieder fest - dummerweise nur einfach so, d.h. ohne die ganzen Tricks (z.B. Sintern, mechanische Behandlung), mit denen man versucht, die Wachsaufnahme zu verbessern. Die Folge ist, dass das PE mit einem sehr hohen Kristallinitätsanteil wieder fest wird und kaum mehr Wachs aufnehmen kann. Da hilft auch kein Skiservice mehr, da der ganze aufgeschmolzene Belag auskristallisiert ist - bis hinunter zum "Holz". Nanostrukturen, die die Wachsaufnahme unterstützen, sind ebenfalls futsch. (Eine Oxidation der Oberfläche könnte man einfach abhobeln).
extremecarver hat geschrieben:solange da echt eine dicke Schicht Wachs drauf ist. Ist die Schicht uner 0.5mm - wirds kritisch.
Das kann funktionieren, weil Paraffin eine sehr große Absorption im UV und eine deutlich geringere Absorption im IR aufweist. Paraffin als Sonnencreme ... (ich würde es trotzdem nur ausnahmsweise machen)

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von odenwälder » 24.01.2017 12:19

Ergänzung:
Die Theorie mit den Poren im Belag kommt wohl daher, das man versucht hat, das Wachsaufnahmevermögen der gesinterten Beläge zu erklären. Mittels Sintern stellt man oft offenporige Werkstoffe her (das Bild hier ist ganz nett https://de.wikipedia.org/wiki/Sintern). Es gibt nämlich durchaus poröses PE http://www.porex.com/de/technologies/ma ... astics/pe/, nur nimmt man das nicht für Skibeläge. Bei den gesinterten PE-Skibelägen werden die Prozesse aber so geführt, dass keine Porenräume nach dem Sintern übrig bleiben.

Deshalb würde ich das mit den Poren im PE nicht als Mythos abtun, sondern es ist wohl eher ein Missverständnis dessen, was "gesinterte Beläge" bedeutet. Hier hätte es die Skiindustrie durchaus in der Hand, den Kunden zu erklären, was genau geschieht und wie genau der Belag gepflegt gehört. Der innere Aufbau von Skiern wird mit Hingabe erläutert aber zum Belag ist nur wenig zu erfahren . (Liegt es daran, dass der Wettbewerb den Ski einfach aufschneiden kann, um zu sehen, wie der Aufbau ist, während man für den Belag schon ein REM oder besser ein TEM braucht?)

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von odenwälder » 24.01.2017 13:08

Ergänzung zur Ergänzung:
dieses durchaus naheliegende Missverständnis hat sogar seinen Weg in die englische Wikipedia gefunden:
https://en.wikipedia.org/wiki/Sintering

Plastics sintering
Plastic materials are formed by sintering for applications that require materials of specific porosity. Sintered plastic porous components are used in filtration and to control fluid and gas flows. Sintered plastics are used in applications requiring wicking properties, such as marking pen nibs. Sintered ultra high molecular weight polyethylene materials are used as ski and snowboard base materials. The porous texture allows wax to be retained within the structure of the base material, thus providing a more durable wax coating.

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von odenwälder » 24.01.2017 13:16

Allerletzte Ergänzung:

Wer wissen möchte, wie Skibeläge hergestellt werden, findet hier Infos:
http://www.isosport.com/itrfile/_1_/69d ... Folder.pdf

http://www.isosport.com/de/kategorien/isospeed

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von odenwälder » 24.01.2017 13:56

wirklich allerletzte Ergänzung zum Thema "Verbrennen":
UHMWPE (weitgehend unabhängig von der Kettenlänge) beginnt sich erst bei etwa 240°C thermisch zu zersetzen ("verbrennen"), so richtig kaputt (5% Masseverlust) geht das Material erst bei 340°C und aufwärts. (Rudnik, E. & Dobkowski, Z. Journal of Thermal Analysis (1997) 49: 471. doi:10.1007/BF01987473) Mit einem anständigen Bügeleisen muss man sich schon extra dämlich anstellen, um solche Temperaturen zu erreichen.

Deshalb bleibe ich dabei: Beläge verbrennen nicht, sie kristallisieren aus.

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Re: Wachs oder kein Wachs – Das ist hier die Frage

Beitrag von Pancho.Ski » 24.01.2017 15:22

Vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen.

Das ist dann aber ein deutlicher Widerspruch zu der sonst hier skizzierten Theorie (Flokati-Teppich, der mit den Fasern den Kunstsoff hält).

Zu der Temperatur, bei der ein Belag verbrennt:

Ja, mag sein.

Allerdings kann man sogenannte "Brandzeichen", also dauerhaft zu sehende Muster des Bügleiesens auch schon deutlich kühler erzielen, man muss das Bügeleisen nur länger auf der gleichen Stelle belassen (spezielles Wachsbügeleisen, Temperatuureinstellung 130 °C). OK, diese Brandzeichen haben sich bisher nicht negativ sonst ausgewirkt.

Auch bei der gleichen Einstellung der Temperatur ist es mir gelungen, bei einem alten Ski den gesamten Aufbau so zu erwärmen, dass sich große Blasen unter dem Belag gebildet haben - teilweise hat sich die Metallschicht darunter gewölbt. Der Ski war im Eimer.

Für mich bleibt also fest zu halten:
Mag sein dass der Belag viel Hitze verträgt, der Ski als solches kann schon deutlich schneller Schaden nehmen. Also dennoch Vorsicht.

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