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Tutorial MenueEigenschaften von PolymerenLerneinheit 4 von 7

Werkstoffprüfung: Mechanische Eigenschaften von Polymeren

Härteprüfung

Als Härteprüfverfahren bei Kunststoffen dienen der Eindruckversuch sowie die Härteprüfversuche nach Shore A und D.

Eindruckversuch - Allgemeines

Das Verfahren beruht auf der Messung der Eindringtiefe einer Stahlkugel in die Oberfläche eines Probekörpers. Die Prüfkraft wirkt nach Anlegen einer Vorkraft eine bestimmte Zeit ein. Für die Bestimmung der Härte wird die Prüfkraft F gewählt, die 30 Sekunden nach Aufbringen eine Eindringtiefe erzeugt, die im Bereich von 0,15 bis 0,35 mm liegt. Die Kugeldruckhärte wird als Quotient aus der Prüfkraft F und der Oberfläche des Eindrucks definiert.

Probekörper

Die Auflagefläche des Probekörpers und die zu prüfende Fläche sollen glatt, eben und parallel sein. Die Dicke des Probekörpers beträgt 4 mm. Um eine Beeinflussung des Prüfergebnisses durch Randbereiche zu vermeiden, muss der Probekörper groß genug sein.

Prüfgerät und Versuchsdurchführung

Der Eindringkörper besteht aus einer gehärteten und polierten Stahlkugel von 5 mm Durchmesser. Die Kugel darf nicht verformt oder beschädigt sein. Die Prüfung wird im Normklima durchgeführt und der Probekörper liegt satt auf der Unterlage auf. Die zu prüfende Fläche liegt senkrecht zur Druckrichtung. Bei mehreren Prüfungen an einem Probekörper beträgt der Abstand zwischen zwei Eindrücken mindestens 5 mm.

Abb.1
Prüfgerät zur Härteprüfung polymerer Werkstoffe

Hier einige Beispiele für die Härte hochpolymerer Werkstoffe, geprüft bei konstanter Eindringtiefe der Kugel:

Epoxidharz
182 N/ mm 2
Polystyrol
175 N/ mm 2
Polyamid
65 N/ mm 2

Härteprüfung nach Shore A und D - Allgemeines

Mit Hilfe der Härteprüfung nach Shore kann eine schnelle Bestimmung der Härte an Proben und Erzeugnissen aus Elastomeren und weichen Kunststoffen wie Weich-PVC durchgeführt werden. Unter der Härte nach Shore wird der Widerstand gegen das Eindringen eines Körpers bestimmter Form und definierter Druckkraft verstanden. Die Härteskala nach Shore umfasst einen Bereich von 0 bis 100. Dabei entspricht 0 der kleinsten und 100 der größten Härte. Die Methode Shore A eignet sich zur Prüfung von Weichgummi, die Methode D für Elastomere.

Probekörper

Die Probekörper sollten einen Prüfflächendurchmesser von mindestens 30 mm besitzen, glatt und eben sein und vorher nicht mechanisch beansprucht werden.

Prüfgerät und Versuchsdurchführung

Die Methoden Shore A und D unterscheiden sich in den verwendeten Eindringkörpern und der Federkraft, mit der der Eindringkörper in den Probekörper eingedrückt wird. Die Eindringtiefe als Maß für die Shore-Härte kann auf einer Messuhr angezeigt werden. Zur Prüfung der Härte nach Shore A werden stumpfe, zur Prüfung nach Shore D spitze Eindringkörper eingesetzt.

Abb.2
Gerät zur Härteprüfung nach Shore
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