Bagaimana cara mengukur kekerasan lapisan karet?

Berapakah tingkat kekerasan karet?

Kekerasan karet mengacu pada ketahanannya terhadap lekukan akibat gaya eksternal, yang biasanya diukur menggunakan Kekerasan Shore atau Kekerasan Karet Internasional (IRHD). Angka yang lebih tinggi menunjukkan kekerasan yang lebih besar, sedangkan angka yang lebih rendah menunjukkan material yang lebih lunak.

Sebagai contoh, karet 65A dapat menunjukkan variasi elastisitas yang signifikan tergantung pada formulasinya.

Satuan dan Rentang Kekerasan

Kekerasan Shore: Dibagi menjadi Tipe A (karet lunak, 20-95 derajat)—sabuk datar karet perusahaan kami termasuk dalam kisaran ini—dan Tipe D (karet keras, di atas 90 derajat)

Cincin penyegel biasanya menggunakan sudut 20-50° (Tipe A), sedangkan rol industri dapat mencapai 80-95° (Tipe A) atau Tipe D 50-90°.

IRHD: Berlaku untuk rentang IRHD 10-100, diukur berdasarkan kedalaman lekukan menggunakan indentor bola.

Bagaimana kekerasan material diukur?

Skala Shore dapat digunakan sebagai metode untuk mengukur dan membandingkan kekerasan karet dan elastomer. Skala ini juga umum digunakan untuk plastik yang lebih lunak seperti poliolefin, fluoropolimer, dan vinil. Terdapat sekitar lima belas skala kekerasan Shore yang berbeda yang dapat digunakan untuk mengukur kekerasan berbagai material.

Skala Shore A paling umum digunakan untuk mengukur kekerasan karet dan dapat ditentukan menggunakan alat ukur durometer. Durometer terdiri dari penekan berbentuk kerucut terpancung dari logam, yang terhubung ke pegas kecil seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Penekan tersebut menjorok 2,5 mm ke dalam material. Material akan menahan penekanan, sehingga pegas akan melentur. Setiap 0,001 inci lenturan pegas setara dengan 1 derajat Shore A. Material yang lebih keras akan menahan penekanan, hal ini akan menyebabkan lenturan pegas lebih tinggi dan menghasilkan pembacaan yang lebih tinggi.

Keunggulan skala kekerasan Shore adalah dapat digunakan untuk mengukur material apa pun. Skala ini telah diadaptasi untuk memenuhi kebutuhan atau persyaratan pengukuran material apa pun.

Penjelasan tentang Pengujian Kekerasan Shore

Pengujian kekerasan Shore banyak digunakan untuk mengukur kekerasan karet dan plastik. Pengujian ini melibatkan penekanan indentor ke dalam material dan pengukuran kedalaman lekukan. Terdapat dua skala Shore utama: Shore A untuk material yang lebih lunak dan Shore D untuk material yang lebih keras.

Shore A: Menggunakan indentor kerucut terpancung dengan ujung membulat untuk karet yang lebih lunak.

Shore D: Menggunakan indentor kerucut tajam untuk karet dan plastik yang lebih keras dengan nilai di atas 90 derajat.

Contohnya: 30 Shore A jauh lebih lunak daripada 80 Shore A. Setelah suatu material mencapai Shore 95 A, material tersebut akan lebih menyerupai plastik daripada material yang fleksibel dalam hal tekstur. Dalam hal ini, skala Shore A dan Shore D akan tumpang tindih untuk sementara waktu. Skala Shore D berkaitan dengan material yang kaku, sedangkan skala A berkaitan dengan karet yang lentur.

Terdapat skala kekerasan Shore lainnya, seperti Shore OO, O, B, C, dan H, tetapi skala-skala ini jarang digunakan dalam industri plastik dan karet. Shore OO digunakan untuk menguji produk dengan kekerasan Shore di bawah 10 derajat. Shore C sering digunakan untuk menguji kekerasan busa.

Tipe 'C' (Shore C). Durometer ini memiliki probe bantalan bola yang ditekan ke busa , lebih cocok untuk mengukur busa daripada pengukur kekerasan Shore 'A' tradisional, yang sebagian besar digunakan dalam industri karet. Pengukur Shore 'A' menggunakan pin pegas, yang cenderung menusuk busa, sehingga memberikan pembacaan yang salah. Bantalan bola pada pengukur Shore 'C' menyebarkan beban dan memungkinkan defleksi tanpa menusuk busa.

Bentuk penekan yang digunakan pada durometer dan gaya pegas bervariasi tergantung skalanya. Misalnya, Shore D menggunakan penekan yang sangat runcing dan gaya pegas 10 lbs (4,5 kg), sedangkan penekan untuk Shore 00 memiliki ujung tumpul dan gaya pegas hanya 113 g.

Pengujian kekerasan Shore seringkali meninggalkan lekukan permanen pada sampel uji. Pertimbangan lain adalah bahwa material harus memiliki ketebalan minimal 6 mm dan ditempatkan pada permukaan yang keras untuk mendapatkan pembacaan yang akurat. Jika material terlalu tipis, durometer akan mengukur kekerasan permukaan tempat material tersebut diletakkan. Karena keterbatasan mekanis instrumen pengujian, pengukuran kekerasan pada elastomer biasanya dinyatakan dalam kelipatan 5 derajat.

Cara mengukur kekerasan rol poliuretan (skala Shore-A)

1. Permukaan rol:

Pastikan permukaan bersih, halus, dan bebas dari kotoran. Ketidaksempurnaan dapat menyebabkan pembacaan yang tidak akurat.

2. Penempatan:

Letakkan durometer tegak lurus terhadap permukaan rol, pastikan kontak penuh tanpa miring.

Mulailah mengukur 25 mm (1 inci) dari setiap ujung rol.

3. Berikan tekanan:

Tekan durometer dengan lembut tanpa membantingnya. Gunakan tekanan sekitar 1 kg (2 pon).

Lakukan pengukuran segera setelah kontak penuh (dalam waktu 2 detik).

4. Suhu:

Ukur pada suhu ruangan (sekitar 23°C atau 74°F). Variasi suhu dapat memengaruhi hasil pengukuran kekerasan karet.

Dengan mengikuti panduan ini, Anda dapat mengukur kekerasan rol karet dan poliuretan Anda dengan andal dan mengoptimalkan kinerjanya.

Sifat apa saja yang berhubungan dengan kekerasan karet?

1. Kekuatan Tarik dan Kekuatan Sobek

Kekerasan menunjukkan korelasi positif dengan kekuatan tarik dan kekuatan sobek, tetapi terdapat ambang batas kritis. Seiring peningkatan kekerasan dari 50A hingga 70A, kepadatan ikatan silang rantai molekuler meningkat, sehingga meningkatkan ketahanan tarik dan sobek. Namun, di atas 90A, kerapuhan material meningkat, membuatnya rentan terhadap patahan akibat konsentrasi tegangan.

2. Set Kompresi

Karet dengan kekerasan rendah (di bawah 40A) menunjukkan pemulihan yang lebih baik setelah kompresi, sehingga cocok untuk aplikasi penyegelan. Karet dengan kekerasan tinggi (di atas 70A) menunjukkan tingkat deformasi permanen yang lebih tinggi, yang menyebabkan kegagalan penyegelan di bawah tekanan yang berkepanjangan.

3. Elastisitas

Kekerasan berbanding terbalik dengan elastisitas:

- Karet dengan kekerasan rendah (30-50A) menawarkan elastisitas yang sangat baik, ideal untuk peredam kejut. Karet dengan kekerasan tinggi (60-80A) meningkatkan peredaman tetapi mengurangi elastisitas, cocok untuk komponen tahan aus.

4. Ketahanan Aus

Peningkatan kekerasan meningkatkan ketahanan aus, misalnya, sabuk ekstrusi mencapai kekerasan 65A untuk menahan abrasi.

Namun, elastisitas harus diseimbangkan untuk mencegah retak kelelahan yang disebabkan oleh kekerasan yang berlebihan.

5. Ketahanan terhadap Cuaca dan Ketahanan terhadap Bahan Kimia

Karet dengan kekerasan tinggi, dengan struktur molekul yang padat, menawarkan ketahanan yang unggul terhadap radiasi UV, ozon, dan media kimia (misalnya, minyak).

Namun, kekerasan karet menurun pada suhu tinggi (misalnya, karet nitril kehilangan 20% kekerasannya pada suhu 100°C), yang menyebabkan penurunan kinerja penyegelan; suhu rendah dapat menyebabkan kerapuhan.

6. Koefisien Gesekan

Karet dengan kekerasan rendah (misalnya, sabuk pengumpan kertas mesin pelipat dan penempel lem 35°C) menunjukkan daya rekat permukaan yang tinggi dan gesekan yang signifikan. Karet dengan kekerasan tinggi (misalnya, sabuk penarik ekstrusi 65A) memiliki koefisien gesekan yang rendah, sehingga tidak cocok untuk transmisi kertas tetapi ideal untuk aplikasi traksi karena ketahanan ausnya yang sangat baik.

Ringkasan: Pentingnya Mengukur Kekerasan Karet

Pengukuran kekerasan karet sangat penting untuk pengendalian mutu dan optimasi proses. Sebagai produsen, Yonghang dapat menyesuaikan formulasi, karena kekerasan berkorelasi langsung dengan komposisi bahan baku (misalnya, kandungan karet, jenis pengisi). Penurunan kandungan karet sebesar 10% biasanya meningkatkan kekerasan sekitar 3-5 derajat. Pengujian kekerasan memungkinkan optimasi rasio formulasi. Wawasan kinerja mekanis dan dinamis: Perubahan kekerasan dari waktu ke waktu secara tidak langsung mencerminkan penuaan material, memberikan dasar untuk memprediksi masa pakai. Pengujian kekerasan bukan hanya langkah mendasar dalam R&D dan produksi karet, tetapi juga metrik inti untuk mengoptimalkan kinerja produk dan memastikan keandalan aplikasi.