Como medir a dureza do revestimento de borracha?

Qual é a dureza da borracha?

A dureza da borracha refere-se à sua resistência à indentação por força externa, normalmente medida usando a escala de dureza Shore ou a escala internacional de dureza da borracha (IRHD). Números mais altos indicam maior dureza, enquanto números mais baixos indicam um material mais macio.

Por exemplo, a borracha 65A pode apresentar variações significativas de elasticidade dependendo da formulação.

Unidades e faixas de dureza

Dureza Shore: Dividida em Tipo A (borracha macia, 20-95 graus) — as correias planas de borracha da nossa empresa se enquadram nessa faixa — e Tipo D (borracha dura, acima de 90 graus).

Os anéis de vedação normalmente utilizam ângulos de 20 a 50° (Tipo A), enquanto os rolos industriais podem atingir 80 a 95° (Tipo A) ou 50 a 90° (Tipo D).

IRHD: Aplicável à faixa de 10 a 100 IRHD, medida pela profundidade de indentação usando um indentador esférico.

Como se mede a dureza dos materiais?

A escala Shore pode ser usada como um método para medir e comparar a dureza de borrachas e elastômeros. Ela também é comumente usada para plásticos mais macios, como poliolefinas, fluoropolímeros e vinil. Existem cerca de quinze escalas de dureza Shore diferentes que podem ser usadas para medir a dureza dos diversos materiais.

A escala Shore A é a mais comumente usada para medir a dureza de borrachas e pode ser determinada usando um durômetro. O durômetro consiste em um penetrador metálico em forma de cone truncado, preso a uma pequena mola, como mostrado no diagrama acima. O penetrador se estende 2,5 mm dentro do material. O material resistirá à indentação, defletindo a mola. Cada 0,001 polegada (0,025 mm) de deflexão da mola corresponde a 1 grau Shore A. Materiais mais duros resistirão à indentação, o que fará com que a deflexão da mola seja maior e, consequentemente, a leitura seja mais alta.

A grande vantagem da escala de dureza Shore é que ela permite medir qualquer material. Essa escala foi adaptada para atender às necessidades e exigências de medição de qualquer material.

Explicação do teste de dureza Shore

O teste de dureza Shore é amplamente utilizado para medir a dureza de borrachas e plásticos. Consiste em pressionar um penetrador no material e medir a profundidade da indentação. Existem duas escalas Shore principais: Shore A para materiais mais macios e Shore D para materiais mais duros.

Shore A: Utiliza um indentador de cone truncado com ponta arredondada para borrachas mais macias.

Shore D: Utiliza um penetrador cônico afiado para borrachas e plásticos mais duros, com valor superior a 90 graus.

Por exemplo: 30 Shore A é muito mais macio que 80 Shore A. Quando um material atinge 95 Shore A, ele se assemelha mais a um plástico do que a um material flexível em termos de textura. Nesse caso, as escalas Shore A e Shore D se sobrepõem brevemente. A escala Shore D se refere a materiais rígidos, enquanto a escala A se refere a borrachas flexíveis.

Existem outras escalas de dureza Shore, como Shore OO, O, B, C e H, mas são raras na indústria de plásticos e borracha. A escala Shore OO é usada para testar produtos com dureza Shore abaixo de 10 graus. A escala Shore C é frequentemente usada para testar a dureza de espumas.

Tipo 'C' (Shore C). Este durômetro possui uma sonda com rolamento de esferas que é pressionada contra a espuma , sendo mais adequado para medir espumas do que o durômetro Shore 'A' tradicional, usado predominantemente na indústria da borracha. O durômetro Shore 'A' utiliza um pino com mola, que tende a perfurar a espuma, fornecendo uma leitura falsa. O rolamento de esferas do durômetro Shore 'C' distribui a carga e permite a deflexão sem perfurar a espuma.

O formato do penetrador usado no durômetro e a força da mola variam de acordo com a escala. Por exemplo, a escala Shore D utiliza um penetrador com ponta afiada e uma força de mola de 4,5 kg (10 libras), enquanto o penetrador para a escala Shore 00 tem uma ponta romba e uma força de mola de apenas 113 g.

O teste de dureza Shore geralmente deixa uma marca permanente na amostra. Outro fator a considerar é que o material deve ter pelo menos 6 mm de espessura e estar posicionado sobre uma superfície rígida para se obter uma leitura precisa. Se o material for muito fino, o durômetro medirá a dureza da superfície onde o material está apoiado. Devido às limitações mecânicas dos instrumentos de teste, as medições de dureza em elastômeros são normalmente expressas em incrementos de 5 graus.

Como medir a dureza de um rolo de poliuretano (escala Shore A)

1. Superfície do rolo:

Certifique-se de que a superfície esteja limpa, lisa e livre de contaminantes. Imperfeições podem levar a leituras imprecisas.

2. Posicionamento:

Posicione o durômetro perpendicularmente à superfície do rolo, garantindo contato total sem inclinação.

Comece a medir a 25 mm (1 polegada) de cada extremidade do rolo.

3. Aplique pressão:

Pressione o durômetro suavemente, sem bater com força. Use cerca de 1 kg (2 libras) de pressão.

Faça a leitura imediatamente após o contato total (em até 2 segundos).

4. Temperatura:

Meça à temperatura ambiente (cerca de 23°C ou 74°F). Variações de temperatura podem afetar as leituras de dureza da borracha.

Seguindo estas orientações, você poderá medir com precisão a dureza de seus rolos de borracha e poliuretano e otimizar o desempenho.

Quais propriedades estão relacionadas à dureza da borracha?

1. Resistência à tração e resistência ao rasgo

A dureza apresenta uma correlação positiva com a resistência à tração e ao rasgo, mas existe um limite crítico. À medida que a dureza aumenta de 50A para 70A, a densidade de ligações cruzadas entre as cadeias moleculares aumenta, melhorando a resistência à tração e ao rasgo. No entanto, acima de 90A, a fragilidade do material aumenta, tornando-o propenso a fraturas devido à concentração de tensões.

2. Conjunto de Compressão

A borracha de baixa dureza (abaixo de 40A) apresenta recuperação superior após a compressão, tornando-a adequada para aplicações de vedação. A borracha de alta dureza (acima de 70A) apresenta taxas de deformação permanente por compressão mais elevadas, o que pode levar à falha da vedação sob pressão prolongada.

3. Elasticidade

A dureza é inversamente proporcional à elasticidade:

A borracha de baixa dureza (30-50A) oferece excelente elasticidade, ideal para amortecedores. A borracha de alta dureza (60-80A) aumenta o amortecimento, mas reduz a elasticidade, sendo adequada para componentes resistentes ao desgaste.

4. Resistência ao desgaste

O aumento da dureza melhora a resistência ao desgaste; por exemplo, as correias de tração de extrusão atingem uma dureza de 65A para suportar a abrasão.

No entanto, a elasticidade deve ser equilibrada para evitar fissuras por fadiga causadas por dureza excessiva.

5. Resistência às intempéries e resistência química

A borracha de alta dureza, com sua estrutura molecular densa, oferece resistência superior à radiação UV, ao ozônio e a meios químicos (como óleos).

No entanto, a dureza da borracha diminui em altas temperaturas (por exemplo, a borracha nitrílica perde 20% da sua dureza a 100°C), o que leva a uma degradação do desempenho da vedação; baixas temperaturas podem causar fragilização.

6. Coeficiente de Atrito

Borrachas de baixa dureza (por exemplo, correias de alimentação de papel para coladeiras-dobradeiras a 35 °C) apresentam alta adesão superficial e atrito significativo. Borrachas de alta dureza (por exemplo, correias de tração para extrusão 65A) têm um baixo coeficiente de atrito, o que as torna inadequadas para a transmissão de papel, mas ideais para aplicações de tração devido à sua excelente resistência ao desgaste.

Resumo: A importância de medir a dureza da borracha

A medição da dureza da borracha é crucial para o controle de qualidade e a otimização de processos. Como fabricante, a Yonghang pode ajustar as formulações, pois a dureza está diretamente relacionada à composição da matéria-prima (por exemplo, teor de borracha, tipo de carga). Uma redução de 10% no teor de borracha normalmente aumenta a dureza em aproximadamente 3 a 5 graus. Os testes de dureza permitem a otimização das proporções da formulação. Informações sobre desempenho mecânico e dinâmico: As alterações na dureza ao longo do tempo refletem indiretamente o envelhecimento do material, fornecendo uma base para prever a vida útil. Os testes de dureza não são apenas uma etapa fundamental na pesquisa e desenvolvimento e na produção de borracha, mas também uma métrica essencial para otimizar o desempenho do produto e garantir a confiabilidade da aplicação.