彈性體TPE/TPR測試硬度偏差原因分析
2020-03-25
硬度是熱塑性彈性體TPE,TPR的一個(gè)重要性能參數，一般的產(chǎn)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(xiàn)，軟質(zhì)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(chǎn)品TPE,TPR材料樣辦的確認非常重要，有時(shí)候因為對材料樣板硬度把握不準確，可能會(huì )導致樣品料硬度把握的不準確，進(jìn)而造成試樣硬度達不到客戶(hù)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(cháng)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(tài)時(shí)指針應指零點(diǎn)。當壓針在平滑的金屬板或玻璃上時(shí)，儀器指針應指100度，如果指示大于或小于100度時(shí)，說(shuō)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(jìn)行校正。當壓針露出高度大于2.5mm時(shí)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(cháng)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(huán)境溫度因素
橡膠為高分子材料，其硬度值隨環(huán)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(zhù)。同樣一個(gè)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(shí)間的影響
邵爾A型硬度計在測量時(shí)讀數時(shí)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?lè )€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(zhù)，這主要使膠料在受壓后產(chǎn)生蠕變所致。一般試樣受壓后應立即讀取數（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(guān)。同一款TPE型號材料，做成的制品厚度越大，給人的感覺(jué)越硬，盡管實(shí)際上厚度大小與材料硬度無(wú)關(guān)。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(zhù)時(shí)間的推移，因發(fā)生蠕變和松弛而會(huì )屈服。硬度計的讀數可以即時(shí)讀取，也可在某一段特定延遲時(shí)間之后讀取，通常是在5至10秒之后讀取。即時(shí)讀數通常會(huì )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(fā)生蠕變。
相關(guān)知識：
1.壓針的刺入深度。
測量硬度最普遍采用的儀器稱(chēng)為邵氏硬度計。該儀器測量的穿入深度為零至0.100英寸（約為2.5mm)。若標度上的讀數為零則意味著(zhù)壓頭穿入了極限深度。同樣，讀數為100則表示壓頭無(wú)穿入。
2.不同硬度范圍的材料對硬度計的選取。
邵氏硬度計有三種，分別是邵氏A硬度計，邵氏D硬度計，邵氏OO硬度計。邵氏硬度計A,一般測試30~90A的硬度范圍比較準，硬度低于30A，用邵氏硬度OO表測試；硬度高于90A，用邵氏硬度D標測試，測試值更為精確（如下圖）。
