اغلب افراد فعال در صنعت پلاستیک وقتی می خواهند سختی قطعه ای را بیان کنند برای مثال می گویند وقتی به یک قطعه لوله پلاستیکی ناخن می زنیم نرم است ولی محصول شرکت رقیب سخت است .
سوالی که این جا مطرح می شود این است که آیا فشار ناخن همه افراد یک است؟طبیعتا خیر.
بنابراین یک تست بسیار ساده و کاربردی برای این منظور وجود دارد : به نام تست سختی سنجی.
یک قطعه سخت پلاستیکی ( بزرگ ) و یک قطعه نرم مشابه همان قطعه پلاستیکی در اختیار داریم :
دو قطعه از نظر ظاهر , شفافیت ولی برخی از ویژگیها مشترکند ولی زمانی که تحت آزمون سختی سنجی قرار می گیرند مثلاً از نظر سختی سنجی یک قطعه پلاستیکی را در مقیاس Shore D و نمونه پلاستیکی دیگر در Shore C قرار می گیرد.
منظور از سختی سنجی چیست؟
تعریف سختی سنجی: (پذیرفته شده ترین نظریه در این زمینه) عبارتست از : مقاومتی که یک قطعه پلیمری در برابر نفوذ یک سوزن با مشخصات استاندارد ، تحت نیروی معین و شرایط مشخص از خود نشان می دهد .
در یک تعریف کلی تر، به مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل ( deformation ) ( خصوصاً تغییر شکل های دائمی ) ، نفوذ در پلیمر ، یا خراشیدگی نیز سختی می گویند .
معیار مطلقی برای سختی وجود ندارد ،بنابراین برای بیان کیفی آن ، هر کدام از انواع آزمون های فوق جایگاه و مقیاس خود را دارد و به صورت دلخواه به عنوان سختی می تواند تعریف شود .
از دیدگاه عملی ، سختی ترکیبی از سه پارامتر زیر قابل اندازه گیری می باشد .
۱- نفوذ سوزن تحت نیرو
۲- مقاومت در برابر سایش
۳- مقاومت در برابر خراشیدگی
روشهای اندازه گیری سختی سنجی:
برای سختی سنجی یک قطعه پلیمری سه روش زیر که جنبه پذیرفته شده بیشتری دارند را می توان نام برد :
۱- دیورومتری : ( استفاده از دستگاههای سختی سنج دیورومتر Shore A & Shore D ) برای اندازه گیری سختی پلاستیک های نرم و نسبتاً سخت .
۲- Barcol : برای سختیسنجی در گستره متوسط سختی ، که مرحله ای بالاتر از سختی سنجی دیورومترهاست .
۳- Rockwell : برای سختی سنجی پلاستیک های سخت و نسبتاً نرم(Rockwell مجموعه ای است که توانایی سختی سنجی طیف وسیعی از پلاستیک ها را دارد و مشهورترین آنها عبارتند از : Rockwell R, L, M, N, E, K . . . )
با وجودی که سختی اندازه گیری شده در یک مقیاس را نمی توان با اعداد مقیاس دیگر تبدیل کرد ، لاکن به صورت تقریبی چهار معیار از سمت نرم به سخت به صورت زیرنشان داده شده اند :
از چهار گستره سختی سنجی، دو مقیاس Shore A & Shore D ، هر دو با هم مجموعه ای را تشکیل می دهند که طیف نسبتاً وسیعی از پلیمرها را می توانند سختی سنجی کنند، و به لحاظ سهولت انجام آزمون ، دقت ، سرعت عمل و ارزانی دستگاه از وسعت استفاده بیشتری برخوردار هستند .
مبنای این نوع سختی سنجی ( Durometry ) :
نفوذ و داخل شدن پین ( سوزن ) مخصوصی با ابعاد و مشخصات معین
( ارتفاع ۲٫۵ mm ضخامت ۱٫۴ ®۱٫۱۵ میلیمتر ) کــه تحــت نــیروی معــین ( ۱ kg برای Shore A ) و ( ۵ kg برای ( Shore Dکه در شــرایط محیــطی ( ۲۳ ± ۲° c ) و رطوبت نسبی % ( ۵۰ ± ۲ ) RH= پس از تمرکز سوزن به مدت ( ۱ ) ثانیه (طبق استاندارد ASTM ) ، بر روی نمونه عدد سختی ثبت می گردد ، لازم است بیشتر از ده مورد سختی سنجی بر روی نمونه ها انجام و سپس نتایج بدست آمده تحلیل و ارزشیابی شوند .
هر قدر سوزن به داخل پلیمر بیشتر نفوذ کند پلیمر نرم تر بوده و عدد سختی کمتری اعلام می شود و هر قدر نفوذ و داخل شدن پلیمر کمتر صورت گیرد عدد سختی بیشتری ثبت می گردد .
نوشته: مهندس سعید نعمتی
