关于热塑性弹性体的硬度:测试偏差原因、肖氏 A 和 D 换算

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所属分类:弹性体文章

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

关于热塑性弹性体的硬度:测试偏差原因、肖氏 A 和 D 换算

 

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 A3338424549525557
邵尔 D1011121314151617
邵尔 A6062646668707273
邵尔 D1819202122232425
邵尔 A7576777980818283
邵尔 D2627282930313233
邵尔 A8485868788888990
邵尔 D3435363738394041
邵尔 A9191929293949495
邵尔 D4243444546474849
邵尔 A9596969797979898
邵尔 D5051525354555657
邵尔 A98999999100100100100
邵尔 D5858596061626364
邵尔 A100100100100100100100100
邵尔 D6566676869707375

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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