测量热塑性弹性体的硬度,目前主要有四种方法(或四种硬度单位)。其中常见的是邵氏硬度A,是邵氏硬度D。测量超软硬度的弹性体,一般采用邵氏硬度OO,也有采用VLRH表述硬度。
邵氏硬度A
这是表述橡胶、软塑料以及弹性体等常见的硬度单位。一般硬度在10~90A的范围,可以用邵氏硬度A表测量。邵氏硬度A表(LX-A)压针较钝(如下图)。
邵氏硬度A表压针突出来的部分,长度一般为2.5mm。测试试片标准厚度一般为6.35mm.试片偏厚,测量硬度偏低;试片偏薄,测量硬度偏高。
弹性体,橡胶等存在弹性形变及恢复。测量试片厚度时,有将压针压入试片后即刻进行读数(即时读数),也有将压针压入试片后,延迟5~10秒,待试片发生形变恢复,再行读数(延迟读数)。一般即时读数比延时读数测量值偏高。
邵氏硬度D
由于邵氏硬度计A的压针较钝,对于硬度高于90A的弹性塑料,用邵氏A硬度,测量数据不准确,这时一般采用邵氏硬度计D表(LX-D)来测量。测试试片厚度,6mm左右。邵氏硬度计的压针较为尖锐,如下图。
邵氏硬度OO
实际上对于硬度低于30A的弹性体,用邵氏硬度计A测量,测量时数据就不是很灵敏了。特别是硬度低于10A的超软弹性体,邵氏A硬度计压针相对来说比较尖锐的,根本没法进行读数。这时,一般都用邵氏硬度计OO(LX-C)去测量。邵氏硬度计OO的压针实际是圆弧状的压头。
VLRH硬度测试
对于超软类凝胶TPE,用以上的邵氏OO法测量,读数不是很准确。Bareiss公司发明了一种不同于邵氏硬度测试原理的特殊测量方法。简述如下:
VLRH硬度实验
在低接触力和高总外力下,钢球在软性硫化硅橡胶试样上引起的不同压入深度。低接触力为8.3mN并作用5秒,总外力为100mN,并保持30S。从这些不同的压入深度可得到在总外力作用下“极低橡胶硬度(VLRH)”的度数所表示的硬度。
注:
1 钢球的标准直径为2.5mm,直径越大,压入深度越小,硬度值越大。
2 标准试样厚度为6mm,厚度越小,测量的硬度值越大。
VLRH与压入深度之间存在着下述线性关系:
VLRH=100-0.1D
式中D为压入深度/um,数值在0~1000.VLRH硬度数值在0~100.
VLRH,邵氏硬度OO,邵氏硬度A,邵氏硬度D之间没有固定的线性换算关系。建议对于不同硬度区间的弹性体,选用合适的硬度测量方法。以下几个图表展示了这几种硬度测量方法的硬度对比趋势。