آزمون سختی پلیمر یکی از اصلی ترین و رایج ترین آزمون های فیزیکی و مکانیکی مواد پلیمری است.
سختی، به عنوان مقاومت یک ماده در برابر نفوذ و فرورفتگی ناشی از یک جسم صلب سخت تر از آن و یا به عبارت دیگر مقاومت در برابر ایجاد فرورفتگی دائمی در سطح ماده و قابلیت بازگشت و تغییر شکل سطح تعریف می شود.
در این آزمون ها یک جسم نفوذ کنندۀ سخت به سطح نمونه مورد آزمایش فشار داده می شود.
با اعمال فشار یک تنش سه جهتی ( کششی، فشاری و برشی ) ایجاد و سبب تغییر شکل در سطح نمونه می شود. این آزمون به دلیل سادگی، بسیار رایج و مورد استفاده است.
به دلیل غیر مخرب بودن این تست ها برای نمونه، امکان اندازه گیری سختی اجزای کوچک و لایه های نازک فراهم می شود.
انواع استاندارد آزمون سختی پلیمر ها
انواع مختلف تست های سختی بر اساس تفاوت شکل هندسی فشار دهنده یا indenter دسته بندی می شود.
رایج ترین آن ها شامل: 1- آزمون سختی برینل (Brinell) (کروی)، 2- آزمون سختی راکول (Rockwell) (مخروطی و کروی) و 3- آزمون سختی Shore Dorumeter
در این بین تست سختی Shore Durometer محبوبیت و کاربرد بیش تری دارد. چراکه دارای دو شکل مختلف و جامع تر از روش های دیگر است.
آزمون برینل (Brinell)
سختی سنج برینل شامل یک جسم نفوذ کننده با قطر 10 میلی متر (به شکل کروی) از جنس استیل و یا کاربید است که تا بار معادل 3000 کیلوگرم می تواند به نمونه ماده مورد نظر وارد کند. برای مواد نرم تر این بار به 1500 و 500 کیلوگرم کاهش پیدا می کند.
نمونه مورد نظر 10 تا 30 ثانیه تحت بار نفوذ کننده قرار می گیرد. این آزمون طبق استاندارد ISO 6506 و BS 240:1986 رده بندی می شود.
عدد سختی برینل از معادله زیر محاسبه می شود که در آن HB، عدد سختی برینل، F، بار وارده به کیلوگرم، D، قطر کره نفوذ کننده به میلی متر و d، قطر دندانه ایجاد شده بر اثر فرورفتگی است.
تست سختی راکول (Rockwell)
سختی سنج راکول دارای نفوذ کننده مخروطی شکل از جنس الماس یا استیل است. ابتدا نیروی اولیه ̥F به وسیلۀ نفوذ کننده به مدت 10 ثانیه اعمال شده و به میزان h1 نفوذ می کند، سپس نیروی F1 به مدت 15 ثانیه اعمال شده و به میزان h2 نفوذ می کند.
مقدار سختی راکول مطابق معادله زیر محاسبه می شود.
استاندارد این آزمون سختی، ISO2039-2 است و عمدتاً برای پلاستیک های سخت که در آن ها کشسانی یا خزش پلیمر، اثر کمی بر نتیجه آزمون دارد نظیر پلی کربنات، نایلون، پلی استایرن و استال استفاده می شود.
آزمون سختی Shore Durometer
رایج ترین و آسان ترین روش سختی سنجی مواد روش Shore Durometer می باشد.
این آزمون به دو نوع مختلف تقسیم می شود. Shore A که در آن یک سوزن به شکل مخروط ناقص و Shore D که در آن یک سوزن به شکل مخروط با نوک کروی شکل است.
این آزمون طبق استانداردهای ASTM D2240 یا ISO 868 انجام پذیر است. در هر دو مورد نیرو توسط وزنه و یک فنر اعمال می شود و عمق فرو رفتگی به عنوان میزانی برای سنجش سختی است.
دستگاه سختی سنجی مدل Shore از اجزای کوچک و قابل حمل ساخته شده است که کار با آن را بسیار راحت می کند.
دریافت گواهی استاندارد و گواهی آموزشی آزمون سختی
آکادمی آموزشی خاتم پلیمر این امکان را فراهم می کند تا داوطلبان و مهندسان بخش فنی و کنترل کیفیت به راحتی با شرکت در دوره های آموزشی تخصصی در محل آزمایشگاه و مجازی می توانند الزامات استاندارد را پیاده سازی کنند و گواهی نامه معتبر منحصر بفرد هر آزمایش را دریافت نمایند.
همچنین آزمایشگاه تخصصی خاتم پلیمر با انجام آزمایش های مورد نیاز هر بخش به شرکت ها کمک می کند تا تاییده مربوطه را از سازمان غذا و دارو و سازمان ملی استاندارد ایران اخذ نمایند و اقدام به تولید انبوه محصولات خود نمایند.
