קשיות

קשיות (DH)

הקשיות (DH) של חומר היא מידת ההתנגדות שלו ליצירת שקע קבוע. המכשיר המשמש לבדיקת חומרי גומי נקרא דורומטר. ישנם שנים עשר מדדים להגדרת הקשיות של חומרים שונים: A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S, ו-R. המדדים השונים חלים על חומרים עם מאפיינים שונים, לדוגמה, מדד A מתאים לסוגי פלסטיק רכים. ערכי המדדים נעים בין 0 ל-100, כאשר 100 דורומטר מציין את החומר הקשה ביותר. התקן בדיקת דורומטר סטנדרטי פותח על ידי אלברט פרדיננד שור, והתוצאות מהתקן זה נקראות קשיות שור (Shore).

חשיבות

קשיות Shore הופכת להיות גורם חשוב בבחינת סוג הגומי המתאים לשימוש בעת שימוש בלחץ. כלומר, יש לבחור בקשיות הנכונה על סמך הלחץ המתוכנן במערכת.

מדידת קשיות

דורומטר מודד את העומק של שקע בחומר שנוצר על ידי כוח נתון על רגלית בדיקה תקנית. עומק זה תלוי בקשיות החומר, בתכונות הצמיגיות האלסטית שלו, בצורת רגלית הבדיקה ובמשך זמן הבדיקה. דורומטרים לפי ASTM D2240 מאפשרים מדידה של הקשיות הראשונית, או קשיות השקע לאחר פרק זמן נתון. הבדיקה הבסיסית כרוכה בהפעלת כוח עקבי, ללא הלם, ומדידת הקשיות (עומק השקע). אם נדרשת מדידת קשיות לפי זמן, מופעל כוח לפרק הזמן הדרוש לפני ביצוע המדידה.

הקשיות (ASTM D2240) של חומר נקבעת לפי אחד משנים עשר מדדי הדורומטר. שיטת הבדיקה מבוססת על חדירת סוג מסוים של עצם שגורם לשקע כאשר מופעל כוח להחדרת עצם זה לחומר בתנאים מסוימים. קשיות השקע קשורה בקשר הופכי לחדירה ותלויה במודולוס האלסטי ובצמיגיות האלסטית של החומר. גאומטריית העצם החודר והכוח המופעל משפיעים על המדידות, כך שאין קשר פשוט בין המדידות המתקבלות בסוגים שונים של דורומטרים או כלים אחרים המשמשים למדידת קשיות. שיטת בדיקה זו היא בדיקה אמפירית המיועדת בעיקר למטרות בקרה. קשיות השקע הנקבעת אינה קשורה למאפיין בסיסי כלשהו של החומר הנבדק.

קשיות ASTM D2240 ומודולוס אלסטי

נעשו מספר נסיונות לקשור בין ASTM D2240 למודולוס אלסטי. להלן דוגמה לניסיון כזה:



כאשר SA הוא קשיות ASTM D2240 סוג A‏, SD הוא קשיות ASTM D2240 סוג D, ו-E הוא מודולוס יאנג ב-MPa.

שימוש אופייני וקשיות

סוג (מדד)	דוגמאות אופייניות של חומר נבדק	קשיות דורומטר
A	גומי מגופר רך, גומי טבעי, ניטרילים, אלסטומרים תרמופלסטים, פוליאקריליק גמיש ותרמוסט, שעווה, לבד ועור	‎20–90 A
B	גומי קשה יחסית, אלסטומרים תרמופלסטים, מוצרי נייר וחומרים סיביים	מעל ‎90 A מתחת ל- ‎20 D
C	גומי בינוני-קשה, אלסטומרים תרמופלסטים, פלסטיק בינוני-קשה ותרמופלסטיק	מעל ‎90 B מתחת ל- ‎20 D
D	גומי קשה, אלסטומרים תרמופלסטים, פלסטיק קשה יותר ותרמופלסטיק קשיח	מעל ‎90 A
DO	גומי קשה יחסית, אלסטומרים תרמופלסטים וליפופי טקסטיל צפופים מאוד	מעל ‎90 C מתחת ל- ‎20 D
M	גומי דק בצורות לא אחידות, אלסטומרים תרמופלסטים, ודגימות פלסטיק	‎20–85 A
O	גומי רך, אלסטומרים תרמופלסטים, פלסטיק ותרמופלסטיק רכים מאוד, ליפופי טקסטיל בצפיפות בינונית	מתחת ל- ‎20 DO
OO	גומי רך במיוחד, אלסטומרים תרמופלסטטים, ספוג, פלסטיק ותרמופלסטיק רכים במיוחד, חומרים מוקצפים, ליפופי טקסטיל בצפיפות נמוכה, רקמות אנושיות ושל חיות	מתחת ל- ‎20 O
CF	חומרים מוקצפים מרוכבים כמו כריות בטיחות במתקני פארק שעשועים, מושבים לרכב, לוחות מחוונים, משענות ראש מסעדים למושב, ופאנלים של דלתות	עיין בספר השנתי של תקני ASTM, כרך 15.07.