硬度是熱塑性彈性體
TPE/TPR的一個重要性能參數,一般的產品對于
TPE,TPR材料的硬度要求在標準硬度±3~5度(A)范圍內。一些對軟硬度要求高的制品,如耳機線,軟質TPE制品(如硬度0~15A的超軟情趣品),甚至要求TPE材料硬度在標準硬度±2度(A)范圍內。硬度的把握對于新產品TPE,TPR材料樣辦的確認非常重要,有時候因為對材料樣板硬度把握不準確,可能會導致樣品料硬度把握的不準確,進而造成試樣硬度達不到客戶要求。
TPE/TPR樣板硬度測試不準確,有如下一些因素:
1.邵氏硬度計的因素
1.1 壓針長度對試驗結果的影響
標準中規定邵爾A硬度計的壓針露出加壓面的高度為2.5mm,在自由狀態時指針應指零點。當壓針在平滑的金屬板或玻璃上時,儀器指針應指100度,如果指示大于或小于100度時,說明壓針露出高度大于或小于2.5mm或小于2.5mm,這種情況下應停止使用,進行校正。當壓針露出高度大于2.5mm時測得的硬度值偏高。
1.2 壓針端部形狀對試驗結果的影響
邵爾A型硬度計的壓針端部在長期作用下,造成磨損,使其幾何尺寸改變,影響試驗結果,磨損后的端部直徑變大所測得結果也大,這是因為其單位面積的壓強不同所致。直徑大則壓強小所測得硬度值偏大,反之偏小。
2.環境溫度因素
橡膠為高分子材料,其硬度值隨環境的變化而變化,溫度高則硬度值降低。膠料不同其影響程度不同,如結晶速度慢的天然橡膠,溫度對其影響小些,而氯丁橡膠、丁苯橡膠等則影響顯著。同樣一個配方的TPE,TPR材料,冬天比夏天硬度要偏硬5度(A)左右。
3.讀數時間的影響
邵爾A型硬度計在測量時讀數時間對試驗結果影響很大。壓針與試樣受壓后立即讀數與指針穩定后再讀數,所得的結果相差很大,前者高,后者偏低,二者之差可達5至7度左右,尤其再合成橡膠測試中較為顯著,這主要使膠料在受壓后產生蠕變所致。一般試樣受壓后應立即讀取數據(注)。
4.樣板(試片)厚度的影響
測量的TPE材料的硬度與測量方法及零件的厚度相關。同一款TPE型號材料,做成的制品厚度越大,給人的感覺越硬,盡管實際上厚度大小與材料硬度無關。ASTM方法規定測試樣板厚度為0.250英寸(約為6.35mm的試片厚度),這是硬度不受厚度影響的范圍。
注: 大多數材料都能承受最初的壓力,但隨著時間的推移,因發生蠕變和松弛而會屈服。硬度計的讀數可以即時讀取,也可在某一段特定延遲時間之后讀取,通常是在 5 至 10 秒之后讀取。 即時讀數通常會顯示出比延遲讀數較高(或較硬)的讀數。延遲讀數不僅對材料的硬度而且對其回彈性而言,均更有代表性。較弱、彈性較差的材料,比較強、較有彈性的材料更容易發生蠕變。