Thermoplastische Elastomeren, of Thermoplastische Rubberverbindingen, zoals ze soms worden genoemd, zijn een klasse van materialen die zich veel gedragen als rubber, maar verwerken als plastic. TPE’s bestaan uit harde en zachte fasesystemen in de vorm van mengsels, legeringen, of copolymeren. TPE-materialen worden vaak gebruikt in toepassingen die een “zachte aanraking” vereisen, zoals een greep op een handvat van een tandenborstel, of in toepassingen waar flexibiliteit gewenst is. TPE’s kunnen zelfs worden gebruikt om energie te absorberen in akoestische of trillingdempende toepassingen. TPE’s zijn vrij unieke materialen, omdat ze, afhankelijk van het recept, de vorm kunnen aannemen van een superzachte gel of een harde kunststof zoals polypropyleen. Het is dan ook geen wonder dat “hardheid” een belangrijke eigenschap is die wordt gemeten en gespecificeerd wanneer het over TPE’s gaat.
Wat is Shore-hardheid en hoe wordt het gemeten?
De Shore-hardheidsschalen zijn in het leven geroepen om een gemeenschappelijk referentiepunt te bieden bij het vergelijken van verschillende materialen. Shore hardheid wordt gemeten met een durometer meter, die gebruik maakt van een verende stalen staaf om het oppervlak van het TPE monster samen te drukken en een meting te geven. Een meting van 0 Shore geeft de maximaal mogelijke indrukking van de staaf in het proefstuk aan, en 100 Shore geeft aan dat er bijna geen indrukking is of dat de weerstand tegen indrukken zeer hoog is.
Er zijn verschillende Shore hardheidsschalen voor het meten van de hardheid van verschillende materialen. Voor elke schaal is er een andere vorm van de sonde/indringlichaam en een specifieke veerkracht. De Shore OO schaal meet extreem zachte materialen zoals gels (denk aan gel inlegzolen). De Shore A schaal meet een breed scala aan materiaalsoorten; van zeer zacht en flexibel tot halfstijve kunststoffen met bijna geen flexibiliteit. De Shore D-schaal meet zeer harde rubbers, halfstijve en stijve kunststoffen (PVC-buis, bijvoorbeeld). Zoals u in de grafiek kunt zien, is er overlapping op de verschillende schalen. Een materiaal met een Shore-hardheid van 95A is bijvoorbeeld ook een Shore 50D. TPE’s kunnen variëren van 10 Shore 00 tot 72 Shore D, waarbij alle drie de hardheidsschalen worden gebruikt, maar de meest gebruikte is de Shore A-schaal.
Scheurhardheid en hoe deze zich verhoudt tot andere eigenschappen
Scheurhardheid wordt vaak gebruikt als een indicatie van flexibiliteit of stijfheid, die buigmodulus wordt genoemd. De buigmodulus meet de weerstand tegen buigen, terwijl de hardheid de weerstand tegen indrukken meet. Binnen een TPE-familie bestaat er echter een direct verband tussen deze eigenschappen; naarmate de hardheid toeneemt, neemt ook de buigmodulus toe. De treksterkte van een TPE-materiaal, die de weerstand meet tegen breken onder spanning, is binnen een TPE-familie ook direct gerelateerd aan de hardheid. Een eigenschap die omgekeerd evenredig varieert met de hardheid is de wrijvingscoëfficiënt. Zachtere TPE’s bevatten gewoonlijk meer olie, waardoor de kleefkracht over het algemeen groter is.
Wilt u meer weten?
Heeft u vragen over het meten van hardheid of over TPE’s in het algemeen? Stuur me een e-mail.