Elastomery termoplastyczne lub związki gumy termoplastycznej, jak się je czasem nazywa, to klasa materiałów, które zachowują się jak guma, ale przetwarzają się jak plastik. TPE składają się z układów faz twardych i miękkich w postaci mieszanek, stopów lub kopolimerów. Materiały TPE są często stosowane w aplikacjach wymagających „miękkiego dotyku”, jak np. uchwyt na szczoteczce do zębów, lub w aplikacjach, w których pożądana jest elastyczność. TPE mogą być nawet wykorzystywane do pochłaniania energii w zastosowaniach tłumiących drgania i wibracje. TPE są dość wyjątkowymi materiałami, ponieważ w zależności od receptury mogą przybierać postać supermiękkiego żelu lub twardego tworzywa sztucznego, takiego jak polipropylen. Nic dziwnego, że „twardość” jest ważną właściwością, która jest mierzona i określana podczas rozmowy o TPE.
Co to jest twardość Shore’a i jak się ją mierzy?
Skale twardości Shore’a zostały stworzone, aby zapewnić wspólny punkt odniesienia podczas porównywania różnych materiałów. Twardość Shore’a mierzy się za pomocą przyrządu durometrycznego, który wykorzystuje sprężynowy pręt stalowy do ściskania powierzchni próbki TPE i podawania wyniku pomiaru. Odczyt 0 Shore oznacza maksymalne możliwe wgniecenie pręta w próbkę, a 100 Shore oznacza prawie całkowity brak wgniecenia lub bardzo wysoką odporność na wgniecenie.
Istnieją różne skale twardości Shore’a do pomiaru twardości różnych materiałów. Dla każdej skali istnieje inny kształt sondy/wgłębnika oraz określona siła sprężyny. Skala Shore’a OO mierzy bardzo miękkie materiały, takie jak żele (np. wkładki żelowe). Skala Shore’a A umożliwia pomiar szerokiego zakresu rodzajów materiałów: od bardzo miękkich i elastycznych do półsztywnych tworzyw sztucznych, które prawie w ogóle nie wykazują elastyczności. Skala Shore’a D mierzy bardzo twarde gumy, półsztywne i sztywne tworzywa sztuczne (np. rury PCV). Jak widać na rysunku, skale te pokrywają się. Na przykład materiał o twardości 95A w skali Shore’a jest również materiałem o twardości 50D w skali Shore’a. Tworzywa TPE mogą mieć twardość od 10 Shore 00 do 72 Shore D, obejmującą wszystkie trzy skale twardości, jednak najczęściej używana jest skala Shore A.
Twardość Shore’a i jej związek z innymi właściwościami
Twardość Shore’a jest często używana jako wskaźnik elastyczności lub sztywności, która jest nazywana modułem giętkości. Moduł giętkości mierzy odporność na zginanie, podczas gdy twardość mierzy odporność na wgniatanie. Jednakże w obrębie rodziny TPE istnieje bezpośrednia zależność pomiędzy tymi właściwościami; wraz ze wzrostem twardości rośnie moduł giętkości. Wytrzymałość na rozciąganie materiału TPE, która mierzy jego odporność na pękanie pod wpływem naprężeń, jest również bezpośrednio związana z twardością w obrębie rodziny TPE. Jedną z właściwości, która zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do twardości, jest współczynnik tarcia. Miększe TPE zawierają zazwyczaj więcej oleju, co powoduje większą przyczepność powierzchniową.
Chcesz dowiedzieć się więcej?
Masz pytania dotyczące pomiaru twardości lub ogólnie TPE? Wyślij mi wiadomość e-mail.