軟質(zhì)泡沫聚合材料是一種常用于制作包裝材料、隔音材料、墊片等產(chǎn)品的材料，其具有輕質(zhì)、柔軟、抗震性能好等特點(diǎn)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，我們往往需要對其硬度進(jìn)行測定，以確定其是否符合特定的要求和標(biāo)準(zhǔn)。其中，壓陷法是一種簡便易行的硬度測定方法，被廣泛應(yīng)用于軟質(zhì)泡沫聚合材料的質(zhì)量檢測和產(chǎn)品研發(fā)過程中。本文科準(zhǔn)測控小編將介紹軟質(zhì)泡沫聚合材料硬度測定的范圍、基本原理、檢測設(shè)備和測試流程，希望能對相關(guān)從業(yè)人員提供幫助。

一、測試范圍

1、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 2941—1991 橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間(eqv ISO 471:1983)

2、測定辦法

方法A:壓陷硬度指數(shù)，給出了試驗(yàn)室的壓陷測量方法；

方法B:壓陷硬度特性，給出了硬度曲線測量方法；

方法C:壓陷硬度檢驗(yàn)，給出了用于質(zhì)量控制的快速方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于乳膠、聚氨酯(PU)、 聚氯乙烯(PVC)開孔泡沫塑料。

注：軟質(zhì)泡沫聚合材料壓陷硬度是其承載性能的測定。本方法可用于對最終制品的測試和塊狀材料的性能表征。

3、 壓陷硬度

在規(guī)定條件、儀器及試驗(yàn)程序下，使標(biāo)準(zhǔn)試樣達(dá)到一定變形所需要的力，單位為牛頓。

二、測試原理

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，測量產(chǎn)生規(guī)定壓陷所需要的力。

三、測試儀器

1、試驗(yàn)機(jī)

1)試驗(yàn)機(jī)的壓頭應(yīng)能垂直支撐表面方向勻速運(yùn)動，運(yùn)動速度為100mm/min±20mm/min。

2)試驗(yàn)機(jī)的測力精度為±1%或±1N, 或更高的精度；應(yīng)能測量載荷下試樣厚度精度為±0.25mm。

3)方法C中的試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有指針式壓力計(jì)和/或自動繪制壓陷曲線的裝置。

4)試驗(yàn)機(jī)還應(yīng)具有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，保持規(guī)定壓陷變形量，精度為±0.25mm。

2、支撐板

支撐板為剛性材料，表面應(yīng)光滑、平整，并大于試樣，支撐板具有直徑約6mm的多個孔，孔間距20mm,以便在試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體的排出。

3、壓頭

壓頭表面光滑，但不需拋光，采用防止垂直運(yùn)動的球型連接件進(jìn)行裝配或其他適宜方法。壓頭直徑為200mm, 底部邊緣倒圓半徑為1.0mm。

四、測試流程

1、試樣的制備

1） 形狀和尺寸

試樣邊長380mm,厚度為(50±2)mm。小于標(biāo)準(zhǔn)厚度的試樣應(yīng)疊加以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)厚度。

根據(jù)供需雙方協(xié)商也可對最終制品進(jìn)行測試。

注：疊加試樣與標(biāo)準(zhǔn)試樣的試驗(yàn)結(jié)果可能會有所不同。

2）試樣取向

如果試樣的泡孔結(jié)構(gòu)具有方向性，則壓陷力所施加的方向應(yīng)由供需雙方商定。

通常試驗(yàn)時(shí)的壓陷方向應(yīng)與產(chǎn)品實(shí)際使用時(shí)的受力方向一致。

3）狀態(tài)調(diào)節(jié)

材料在生產(chǎn)后放置72h后方可進(jìn)行試驗(yàn)，如果可以證明經(jīng)放置16h或48h與72h的試驗(yàn)結(jié)果之差不大于±10%,試驗(yàn)可以在放置16h或48h后進(jìn)行。

試驗(yàn)前將試樣放在不受彎曲變形和破壞的條件下，選擇GB/T 2941—1991給定的下列其中一種環(huán)境條件，進(jìn)行不少于16h 的狀態(tài)調(diào)節(jié)。

溫度：(23±2)℃,相對濕度：(50±5)%;

溫度：(27±2)℃,相對濕度：(65±5)%。

這一狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間可包括在生產(chǎn)之后72h內(nèi)。

試驗(yàn)應(yīng)在同等環(huán)境下進(jìn)行。

2、預(yù)壓

按6.3的規(guī)定狀態(tài)調(diào)節(jié)后立即進(jìn)行試驗(yàn)。把試樣放在支撐板表面上，使試樣中心或商定的位置，置于壓頭下方，一側(cè)有凹的試樣應(yīng)使有凹的一側(cè)向支撐板。使壓頭緩慢下降，在試樣表面施加5N的力，測量其試樣厚度。壓頭以(100±20)mm/min的速度壓陷試樣，壓入試樣厚度的(70±2.5)%后，再以同樣的速度卸載。重復(fù)加載和卸載兩次，然后按照方法A或方法B 或方法C進(jìn)行試驗(yàn)。

3、 方法A—— 壓陷硬度指數(shù)的測定

按預(yù)壓方法進(jìn)行三次預(yù)壓后，立即壓陷試樣，壓人試樣厚度(40±1)%,保持(30±1)s,記錄相應(yīng)的力(N), 然后卸載。

采用非疊加的標(biāo)準(zhǔn)試樣，按方法A測得的結(jié)果為壓陷硬度指數(shù)。

4、方法B—— 壓陷硬度特性

按預(yù)壓方法進(jìn)行三次預(yù)壓后立即進(jìn)行：

a) 壓入試樣厚度(25±1)%;

b) 保持此變形(30±1)s;

c) 測量力值；

d) 增加壓力，壓入試樣厚度(40±1)%;

e) 保持此變形(30±1)s;

f) 測量力值；

g) 增加壓力，壓入試樣厚度(65±1)%;

h) 保持此變形(30±1)s;

i) 測量力值。

采用標(biāo)準(zhǔn)試樣，按方法B 測得的結(jié)果稱為壓陷硬度特性，如果對產(chǎn)品直接進(jìn)行測試，其結(jié)果為產(chǎn)品的壓陷硬度特性。

注：方法B所測結(jié)果用壓陷力值比表示，即壓陷25%、65%時(shí)測量的力值與40%壓陷力值的比。

5、方法 C—— 壓陷硬度檢驗(yàn)

按頂壓的步驟進(jìn)行三次預(yù)壓后，立即開始自動繪圖記錄或撥回測力儀表指針。壓陷試樣至(40±1)%,

記錄瞬時(shí)最大力值，以牛頓計(jì)。然后卸載。

方法C試驗(yàn)結(jié)果為壓陷硬度檢驗(yàn)。

注：方法C是壓陷硬度的快速質(zhì)量控制試驗(yàn)。該方法測得的結(jié)果變化較大，其結(jié)果與方法A的結(jié)果有關(guān)，但通常偏高。

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