image105

104 4. Badanie podstawowych właściwości mechanicznych

Rys. 4.36. Pomiar twardości ręcznym twardościomierzem Shore’a

ustala się równowaga między naciskiem sprężyny a reakcją tworzywa. Dla umiarkowanych twardości stosuje się typ A, w którym wgłębnik jest zakończony tępym stożkiem. Dla dużych twardości (typ D) stosowany wgłębnik jest na końcu zaostrzony (rys. 4.37). Po dociśnięciu wskazówka zatrzymuje się na odpowiednim zakresie skali wyrażonej w stopniach Shore’a (°Sh), od 0 do 100° [25],

Rys. 4.37. Wgłębnik twardościomierza Shore’a typu D lub typu A (ścięty) (PN-93/C-04206-1)

Według normy [26] aparat Shore’a jest zamocowany na statywie. Stosuje się typ A z zaokrąglonym wgłębnikiem (iglicą) dla twardości poniżej 90°Sh oraz typ C i D dla twardości powyżej 90°Sh z zaostrzonym wgłębnikiem. Twardościo-mierz taki jest dużo precyzyjniejszy, ma inny docisk stolika do próbki dla typu A, a inny docisk dla typu C i D. Twardość mierzy się po 3 s, ale jeżeli wskazówka nie zatrzymuje się, można mierzyć po 15 s (co musi być zaznaczone przy wyniku).

Twardość w skali IRHD. Korzystając z polskich norm [27] i [28], można mierzyć twardość wg międzynarodowej skali IRHD. Zasada pomiaru polega na oznaczaniu różnicy między zagłębieniem kulki o określonej średnicy w tworzywo (gumę lub gumopodobne tworzywo) pod określonym, niewielkim obciążeniem wstępnym, a obciążeniem pomiarowym. Przyrząd jest zaopatrzony w urządzenie wibracyjne, eliminujące skutki działania tarcia. Dla 10-35 IRHD stosuje się kulkę o średnicy 5 mm, dla 85-100 IRHD kulkę o średnicy 1 mm. Dla zakresu 10-100 IRHD aparat musi spełniać - zgodnie z normą [28] - kilka dodatkowych warunków, np. jest wymagany trzpień (wgłębnik) ze specjalną sferyczną końcówką, musi mieć instalację do termostatowania z dokładnością do 2°C i układ wywołujący żądane obciążenia wstępne i pomiarowe.

Takie uściślenie warunków pomiaru umożliwia nie tylko zmierzenie twardości, lecz również i znalezienie modułu Younga. W normie [28] można znaleźć wykresy zależności lg E od twardości IRHD (rys. 4.38).

igE

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Rys. 4.38. Związek między lg £ a twardością IRHD - zakres 0-100 IRHD (PN-93/C-04203-2)

Pomiar miękkości gum [29]. Do tego celu stosuje się aparat Schoppera

(rys. 4.39).

Stosując kulkę o średnicy 10 mm i obciążenie 1 kg mierzy się głębokość odcisku, nie usuwając obciążenia. Twardość można by obliczać wg wzoru (4.32), ale korzystniej wyraża się ją w stopniach miękkości. Aparatem Schoppera można mierzyć materiały, dla których głębokość odcisku kulki nie przekracza 2 mm. Skala aparatu jest podzielona na 200 działek, zakres pomiaru sięga więc od 0° dla materiałów nie poddających się zupełnie do 200° dla materiałów bardzo miękkich. Badaną próbkę umieszcza się na stoliku, opuszcza korpus tak długo,