热塑性弹性体TPE硬度知识

热塑性弹性体TPE硬度基本知识作者:李晓东微信:JEATPE118QQ:402290078电话:[phone]•作者简介：•太原工业学院（原华北工学院专部）1999年化学工程系化工材料专业毕业。•5年的市场营销经验；•9年热塑性弹性体行业从业经验；•7年网络营销草根实战经验，擅长传统B2B、微信、公众号、微博、社区论坛营销。引言•热塑性弹性体TPE涵盖多个品种的分支，如SEBS,SBS,TPES,TPU,TPV,TPO,TPEE等，可以说是最复杂的工程塑料之一。这些热塑性弹性体中，有硬度低如豆腐凝胶硬度的材料，也有硬度高至PP聚丙烯之上的材料，不同硬度的材料，一定程度上决定了其不同的应用领域。而关于热塑性弹性体TPE的硬度，目前尚没有一个比较全面系统的介绍，本PPT在此做抛砖引玉，介绍下TPE硬度，希望能帮到广大读者。•弹性体四种硬度测量方法•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）。其中最常见的是邵氏硬度A,其次是邵氏硬度D。另外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。测量方法1——邵氏硬度A•这是表述橡胶、软塑料以及弹性体等最常见的硬度单位。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。测量方法2——邵氏硬度D•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D(如下图）的压针较为尖锐.测量方法3——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精确了。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(如下图LX-C)去测量。邵氏硬度计OO的压针实际是圆弧状的压头。测量方法4——VLRH•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——VLRH。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.邵氏硬度A,D,OO及VLRH硬度关系•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。以下两个图表展示了这几种硬度的变化对比趋势。弹性体硬度实际测量•对于弹性体硬度实际测量，一般根据材料的硬度范围，选择以上四种方法之一来测试。•实际应用中，最常见的硬度是邵氏硬度ShoreA.•TPE材料邵氏硬度A的测量，原则上，应选用标准的试片（厚度）来测试。但很多时候，客人的样板是成品，又没法提供颗粒原料，而客人对硬度也不是很清楚的情况下。就只有靠工程人员进行经验性的测试了。•1一般地，测量TPE样板硬度时，选用厚度较大，表面相对平整的部位，进行测量。•2若实在不好用邵氏硬度计做测量时，对于硬度在20~90A硬度范围的材料，一些经验老道的工程师，可以直接用手触摸，拿捏——掐指一算，大概估计材料的硬度，而且估算出来硬度出入在上下5A以内。不过这需要多年的行业经验作为沉淀。温度对弹性体硬度的影响•对于常规硬度的TPE，如硬度范围在40~70A的料，同一个型号的TPE，一般认为，冬天材料的硬度比夏天要硬5A左右。这主要是由于，天气变冷，材料结晶加剧，有玻璃化的倾向。一般由经验的厂家，对于客户的同一个产品，配方上冬天会比夏天把硬度调低点。主要热塑性弹性体硬度范围参照•超软（热塑性）弹性体——硬度25A(Shore)以下，更准确的表述为0~80VLRH,这类弹性体，一般是SEBS+油的体系。•中低硬度热塑性弹性体——硬度25~75A(Shore),涵盖SEBS体系，SBS体系，EPDM+PP低硬度段，热塑性聚氨酯低硬度段等等。•中高硬度热塑性弹性体——硬度75~95A,涵盖SEBS体系，SBS体系，EPDM+PP较高硬度段，热塑性聚氨酯较高硬度段，聚烯烃弹性体低硬度段，TPEE低硬度段。•高硬度热塑性弹性体——硬度50~74D.涵盖高硬度SEBS体系，高硬度EPDM+PP体系，热塑性聚氨酯高硬度段，聚烯烃弹性体高硬度段，TPEE高硬度段。软质PVC和TPE硬度对照•最后再说说PVC和TPE硬度的差异问题。如上，TPE硬度通常用邵氏硬度计来测量，测量值越大，代表硬度越高。而对于（软质）PVC，通常采用增塑剂的添加量来表述PVC的硬度，增塑剂添加量越大，PVC度数越高，但材料硬度却越低。以下是PVC硬度(P)与TPE硬度（A)大致换算对照图：