Degradation und Optimierung der Haltbarkeit von Tischtennisschlägerbelägen
Zunächst ist der Kontext der Studie zu erläutern. Die intensive Nutzung von Tischtennisschlägern hat nämlich Probleme im Zusammenhang mit der Haltbarkeit dieser Ausrüstung aufgezeigt. Viele Spieler haben mehrere Phänomene festgestellt: Rissbildung an der Oberfläche ihrer Beläge, Veränderungen der tribologischen und haftenden Eigenschaften sowie das Auftreten schwarzer Spuren auf der Oberfläche. Diese Veränderungen beeinträchtigen die Leistung der Schläger, die im Tischtennis auf hohem Niveau von entscheidender Bedeutung sind.
Unser Kunde beauftragte das auf Materialcharakterisierung und chemische Analysen spezialisierte Labor FILAB, diese Phänomene zu untersuchen und Lösungen vorzuschlagen.
Analysen und Feststellungen
Zweitens: Was sagen die Analysen aus? Die vom Labor für Materialcharakterisierung durchgeführten Analysen haben mehrere Schlüsselaspekte der Degradation der Schlägerbeläge aufgezeigt. Hier ein detaillierter Überblick über die aus den verschiedenen eingesetzten Analysetechniken gewonnenen Feststellungen:
Rasterelektronenmikroskopie (REM):
Mit dem REM konnten hochauflösende Bilder der Elastomerbeläge gewonnen werden. Die Bilder zeigten eine ungleichmäßige Topografie mit Mikrorissen und Rissbildungen, die offenbar mechanischen Spannungs- oder Schwachstellenlinien im Material folgen.
Mit dem REM gekoppelte energiedispersive Röntgenanalysen (EDX) zeigten eine erhöhte Sauerstoffkonzentration in den gerissenen Bereichen, was die Oxidation des Materials bestätigt.
Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR):
Die FTIR wurde eingesetzt, um die an der Oberfläche der Schläger vorhandenen chemischen funktionellen Gruppen zu identifizieren. Die Spektren zeigten das Auftreten neuer Absorptionspeaks, die Carbonylgruppen entsprechen und auf die Oxidation des Polymers hinweisen.
Die Analyse zeigte außerdem Veränderungen in der chemischen Struktur des Silikons, was auf eine Degradation dieser Schutzschicht hinweist.
Pyrolyse gekoppelt mit Gaschromatographie und Massenspektrometrie (Py-GCMS):
Diese Technik ermöglichte die Identifizierung der thermischen Zersetzungsprodukte der Bestandteile der Beläge. Das Vorhandensein kleiner Molekülfragmente deutete auf einen Bruch der Polymerketten infolge von Oxidation und thermischer Alterung hin.
Es wurden Rückstände organischer Schadstoffe nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die schwarzen Spuren teilweise aus Umweltkontaminanten bestehen, die sich in den Rissen festsetzen.
Profilometrie:
Die Rauheitsmessung zeigte eine deutliche Zunahme der Oberflächenrauheit in den gerissenen Bereichen, was die tribologischen Eigenschaften (wie Reibung und Haftung) beeinflusst, die für das Spiel mit Topspin oder anderen Effekten des kleinen weißen Balls entscheidend sind.
Oberflächenkartierungen ermöglichten es, das Ausmaß der physischen Degradation mit den Bereichen intensiver Nutzung zu korrelieren und bestätigten, dass wiederholte mechanische Belastung eine Rolle im Degradationsprozess spielt.
Diese Analysen ermöglichten es, einen klaren Zusammenhang zwischen der Oxidation des Materials, der Degradation der Silikonschicht und den Nutzungsbedingungen sowie der Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit der Beläge herzustellen. Die Ansammlung von Silikon aufgrund unzureichender Pflege sowie die Exposition gegenüber ungünstigen Umgebungsbedingungen beschleunigten den Oxidationsprozess und verstärkten die Materialverschlechterung.
Zusammenfassung der Ergebnisse
So hat die Kombination verschiedener Analysetechniken ein detailliertes Verständnis der Degradationsmechanismen ermöglicht.
Es wurde festgestellt, dass zur Verlängerung der Lebensdauer von Tischtennisschlägerbelägen die Herstellung und das verwendete Material, aber auch die Wartungspraktiken nach der Nutzung kontrolliert und optimiert werden müssen. Die Umsetzung dieses Wissens wird für die Verbesserung von Qualität und Leistung dieser Beläge entscheidend sein.
Empfehlungen
Um die Lebensdauer der Beläge zu verlängern und die Leistung der Spieler zu verbessern, empfiehlt das Labor FILAB folgende Maßnahmen:
- Verbesserte Reinigung: Einsatz einer Reinigungsmethode, die nicht nur Verschmutzungen entfernt, sondern auch die Oberfläche vorbereitet und so die Ansammlung oxidierter Schichten verhindert.
- Regelmäßige Silikonisierung: regelmäßiges Auftragen einer homogenen Silikonschicht zum Schutz vor Oxidation. Der Prozess muss gleichmäßig durchgeführt werden, um eine wirksame Barriere gegen den Kontakt mit Sauerstoff zu schaffen.
- Überwachung und Anpassung: Überwachung der Entwicklung der Silikonschicht durch ein Programm regelmäßiger Bewertungen, um die Reinigungs- und Silikonisierungspraktiken an die spezifischen Bedürfnisse anzupassen.
Fazit der Studie
Dank dieser Empfehlungen (und weiterer, die in dieser Phase des Wettbewerbs noch nicht offengelegt werden können 😊) hat FILAB zur Verbesserung der Lebensdauer von Tischtennisschlägerbelägen beigetragen…
Wir nutzen die Gelegenheit, unseren französischen Spielern (darunter Félix und Alexis Lebrun) das Beste für die Olympischen Spiele Paris 2024 zu wünschen !!
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