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热塑性弹性体相对其它塑料来说,硬度是更为重要的一个指标。虽然硬度的测试较为简单, 但是各种不同的测试条件和方法会造成硬度值的偏差。下面详细叙述有关硬度的测试方法及 引起偏差的原因:
1)热塑性弹性体硬度测试标准简介
目前主要的测试标准有 ISO 7619、ASTM D2240、GB 531、ISO 868,其中 ISO 868 是规定对于塑料和硬橡胶进行肖 A 或肖 D 硬度的测试,其中 ISO 7619、GB 531 第 1 部分讲诉 针对硫化橡胶及热塑性橡胶(即热塑性弹性体)的肖A、肖D、肖AO、肖AM 硬度的测试,其中规定:
肖 A:普通硬度,高于90A时选用肖D
肖 D:高硬度,低于20D时选用肖A
肖 AO:低硬度橡胶和海绵,低于20肖A 时选用
肖 AM:薄片试样,试样总厚度低于6mm时候选用
其中 ISO 7619、GB 531 第 2 部分讲诉对硫化橡胶及热塑性橡胶(即热塑性弹性体)的便 携式橡胶国际硬度计测试方法。国际橡胶硬度,因为简称 IRHD。
2)ISO 7619、GB 531、ISO 868 的测试要求(针对肖A 和肖D)
ISO 7619 GB 531 | ISO 868 | |
试样厚度 | 至少 6mm 单片至少 2mm | 至少 4mm |
压入速度 | 3.2mm/s | |
施加重量 | A 型:1 公斤 D 型:5 公斤 | |
距离边缘 | 至少 12mm | 至少 9mm |
测试平面半径 | 至少 6mm | 至少 6mm |
不同测试点相距 | 至少 6mm | 至少 6mm |
停留时间 | 1~15 秒 | 1~15 秒 |
3)热塑性弹性体硬度测试的偏差原因
3.1. 试样的加工方法
试样(试棒)可以注塑、挤出、压延、模压,通常注塑试样会比其它试样高出 2~4A。
3.2. 测试的环境温度
一般规定是在 23°C,当冬天以 0°C 和夏天 30°C 为比较,一般夏天测试结果要比冬天低2~5A,即使在环境温度 23°C 条件下存放 1 小时,冬夏天还仍旧有 1~3A 的偏差。
3.3. 测试的读数时间
通常是硬度计平稳接触试样平面 1 秒后读数,当然这个时候读数值是最大,到 15 秒后读数值是最小,其间大概有 2~6A 的差距。
3.4. 测试时所施加的重量(力) 通常测试时候如果使用固定支架,可以添加固定重量的砝码,这个重量就是恒定的。但如果 手持硬度计测试,每个人所施加给试样平面的力却是不一致的,这里面也存在一定的偏差, 大致 2~5A,尤其对较软硬度。
3.5. 测试时硬度计与试样表明接触的速度
如果用力过快或过慢,都会导致硬度偏差,其间大约有 1~2A 的偏差。
4)各硬度之间的换算
通常并不推荐肖 D 和肖 A 和国际橡胶硬度(IRHD)之间进行换算,但有时候为了沟通或者估算的需要,这里推荐几个方法:
4.1.换算公式
A= 0.173D + 86.58
比如肖 D38 换算成肖 A 是多少呢?肖 A=0.173×38+86.58=93.154
4.2. 换算坐标图
Relationship: Shore A to Shore D
从这个图标看,肖 A90 约等于肖 D38,这与 4.1.换算公式有矛盾,这也说明,肖 A 与肖 D 之间换算并不是简单的线性关系,肖 A 和肖 D 的换算关系实际上还取决于被测试的热塑性 弹性体所具有的回弹性能。
4.3. 换算表格
邵尔 A | 33 | 38 | 42 | 45 | 49 | 52 | 55 | 57 |
邵尔 D | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
邵尔 A | 60 | 62 | 64 | 66 | 68 | 70 | 72 | 73 |
邵尔 D | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
邵尔 A | 75 | 76 | 77 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 |
邵尔 D | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 |
邵尔 A | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 88 | 89 | 90 |
邵尔 D | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 |
邵尔 A | 91 | 91 | 92 | 92 | 93 | 94 | 94 | 95 |
邵尔 D | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 |
邵尔 A | 95 | 96 | 96 | 97 | 97 | 97 | 98 | 98 |
邵尔 D | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 |
邵尔 A | 98 | 99 | 99 | 99 | 100 | 100 | 100 | 100 |
邵尔 D | 58 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |
邵尔 A | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
邵尔 D | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 73 | 75 |
注:Shore=肖=肖氏=邵=邵氏=邵尔
4.4. 关于国际橡胶硬度(IRHD)与肖氏 A 和肖氏 D 的关系 请参考附页论文《如何理解在橡胶的硬度试验中常用的 IRHD(国际橡胶硬度)法与邵尔硬 度法》
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