Đo độ cứng là một trong những phép thử nhanh và đơn giản, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cao su đã có từ rất lâu. Độ cứng được hiểu đơn giản là khả năng của cao su khi chống lại sự lún của một indentor dưới một tải trọng xác định.
Các kỹ sư cao su thường sử dụng độ cứng như là một thước đo để phân loại vật liệu hoặc để kiểm soát chất lượng các sản phẩm cao su chế tạo nên bánh xe đẩy. Hiện nay, có hai loại phép thử độ cứng của cao su được chấp nhận và sử dụng rộng rãi.
Hình 1: Nguyên tắc của một phép thử độ cứng
Một số tiêu chuẩn thử nghiệm : IS0 48, IS0 1400, IS0 7619, IS0 1818, ASTM D 2240, ASTM D 1415, BS 903: Part A26 , BS 903: Part A57 , DIN 53519-1, TCVN 1591 cho chất liệu cao su.
Đo độ cứng là một phép thử nhanh và đơn giản, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cao su và nó đặc biệt quan trọng trong việc lựa chọn chất liệu cho các sản phẩm bánh xe đẩy hàng Cơ khí Làng Rùa.
Độ cứng được hiểu đơn giản là khả năng của bánh xe cao su chống lại sự lún của một indentor dưới một tải trọng xác định. Các kỹ sư cao su thường sử dụng độ cứng như là một phương tiện để phân loại vật liệu hoặc để kiểm soát chất lượng sản phẩm. Có hai loại phép thử độ cứng được chấp nhận rộng rãi.
1. Phép thử với tải tĩnh
Phép thử sử dụng thiết bị “The International Rubber Hardness Tester” Đó là một dụng cụ nhỏ sử dụng các quả nặng để đặt các tải tĩnh không đổi lên indentor hình cầu, khi đó độ lún của indentor được đo bằng đồng hồ nước quay số theo thang đo IRHD. Phép thử này thường cho độ tái lặp tốt hơn so với phép thử dùng Durometer.
2. Phép thử với tải lò xo
Phép thử sử dụng Durometer. Khác với thiết bị ở trên, tải trọng được áp vào nhờ một lực lò xo. Durometer là một thiết bị có thể cầm tay nên độ tái lặp thường không tốt, điều này có thể được cải thiện bằng cách treo lên giá. Durometer được thiết kế bao phủ một dãy rộng độ cứng của cao su, mỗi thiết kế cho kết quả độ cứng theo các tỷ lệ chỉ định như A, B, C, D, E, M, DO, O và OO, OOO…Tùy vật liệu mà ta có thể lựa chọn một thang đo cho phù hợp, chẳng hạn như thang B,C,D cho các loại cao su cứng, thang O, OO cho cao su mềm, thang OOO cho cao su xốp và thang E ( hay AO) cho cao su mềm và vật liệu dạng ống…
3. Các phương pháp khác
Có một vài dụng cụ đo độ cứng khác, sử dụng cả tải tĩnh và tải động, nhưng không thường thấy. Trước hết là những phát triển từ các thiết bị micro đi đến sự thu hẹp kích thước đã giúp thăm dò đến những cấu trúc cơ sở, phải kể đến việc sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử AFM. Bên cạnh, việc chuyển sang lỉnh vực động học cũng là một bước tiến mới trong phép thử độ cứng cao su.
4. Độ chính xác và so sánh giữa các phép thử độ cứng
Các thang đo tuy được thiết kế khác nhau nhưng sẽ có những khoảng trùng lấp, dó đó chúng cũng có những tương quan tương đối với nhau. Mối tương quan tương đối giữa một số thang đo có thể thấy ở hình 2.
Hình 2: Mối tương quan của các thang đo shore A,D và IRHD( đối với mẫu dày 10mm)
Vì là phương pháp thử đơn giản, được tiến hành thường xuyên và có nhiều sự khác nhau giữa các thang đo nên việc lựa chọn loại phép thử cùng với những sai khác trong quá trình thiết lập phép thử như sai lệch do thao tác, thời gian áp tải, chiều dày của mẫu thử … đã ảnh hưởng khá nhiều lên độ chính xác và độ tái lặp của phép thử . Do đó, khi báo cáo kết quả thử độ cứng, cần xác định rõ các yếu tố chi phối kết quả thu được…