Qual è la durezza del PU?
In poche parole, la durezza del PU si riferisce alla sua capacità di resistere a rientranze, graffi o deformazioni da parte di oggetti esterni. È l'indicatore più critico della morbidezza/durezza dei materiali PU.
Comprensione fondamentale: la durezza del PU non è una singola grandezza fisica assoluta, ma piuttosto uno spettro di prestazioni molto ampio. Modificando la formula (principalmente il rapporto e la struttura dei segmenti morbidi e duri), è possibile realizzare prodotti in poliuretano che vanno da morbidi come una spugna a duri come la plastica rigida. Questa "adattabilità" è un enorme vantaggio dei materiali PU.
Analogia: Durezza molto bassa (Shore A 20-30): simile a una gomma o a una gelatina.
Durezza media (Shore A 70-90): simile a pneumatici per auto, suole di scarpe o tasti della tastiera.
Durezza molto elevata (Shore D 70-80): simile alla plastica rigida o alla lastra acrilica.
Come determinare la durezza?
Nell'industria e nel commercio la durezza viene standardizzata e misurata mediante un durometro. Lo standard più comunemente utilizzato è la durezza Shore.
Strumento di misura: Durometro Shore. È dotato di un penetratore che preme sulla superficie del materiale sotto una determinata pressione elastica. Il valore di durezza viene calcolato in base alla profondità della rientranza.
Scale principali: vengono utilizzate scale diverse a seconda della durezza del materiale da misurare:
Shore A: utilizzato per misurare materiali di durezza da morbida a media, come schiuma morbida, elastomeri TPU e gomma. Questa è l'unità più comune per la durezza del PU (ad esempio, A90).
Shore D: utilizzato per misurare materiali più duri, come plastica rigida ed elastomeri rigidi. Quando la durezza Shore A è maggiore di 90, Shore D viene solitamente utilizzato per una differenziazione più accurata.
Shore C, O, OO: utilizzato per misurare materiali estremamente morbidi, come spugne, gel e schiume morbide. Più basso è il valore, più morbido è il materiale.
Rappresentazione della lettura: le letture dirette sono "Shore AX" o "Shore DX", dove X è un valore numerico, generalmente compreso tra 0 e 100. Ad esempio:
Shore A 70: elastomero da medio a morbido.
Shore A 90: elastomero duro, una durezza comune a molti prodotti industriali.
Shore D 50: Materiale duro.
Foglio di plastica PU AHD
Diverse applicazioni per diverse durezze
Il poliuretano ha una gamma di durezza estremamente ampia, da molto morbida, simile al gel, a molto dura, simile alla plastica dura. Le sue applicazioni variano drasticamente a seconda della durezza. Di seguito è riportato un elenco dei valori di durezza tipici e delle relative applicazioni comuni corrispondenti, ordinati dalla durezza più bassa a quella più alta.
1. Gamma estremamente morbida (simile a spugna, gel)
Intervallo di durezza: Shore 00 10 - 30 o Shore A 10 - 30
Sensazione del materiale: estremamente morbido, si deforma notevolmente sotto pressione e rimbalza lentamente.
Applicazioni:
Memory foam a rimbalzo lento: cuscini, materassi, cuscinetti di posizionamento medico.
Spugna ad alta elasticità: Divani, sedie, imbottiture per imballaggi.
Sigillatura e ammortizzazione: strisce sigillanti ad alta comprimibilità, cuscinetti ammortizzanti.
2. Gamma di elastomeri morbidi (simile a gomma, gomma morbida)
Gamma di durezza: Shore A 40 - 60
Sensazione del materiale: notevolmente morbido, con buona elasticità e comprimibilità.
Applicazioni:
Calzature e abbigliamento: solette, intersuole per scarpe sportive, accessori di abbigliamento.
Materiali di imbottitura per uso generale: tappetini antiscivolo per uso generale, tappetini imbottiti, rotelle a basso carico.
Giocattoli e strumenti: giocattoli morbidi, manici in gomma per utensili, rulli ammortizzanti.
3. Gamma di elastomeri da medi a duri (simili a pneumatici, gomma dura)
Questa è la gamma più utilizzata e fondamentale per gli elastomeri poliuretanici, poiché bilancia perfettamente tenacità, elasticità e resistenza all'abrasione.
Intervallo di durezza A: Shore A 70 - 80
Sensazione del materiale: da medio a duro, con buon supporto ed elasticità.
Applicazioni:
Rotelle industriali: carretti a mano, rotelle per attrezzature da magazzino.
Sistemi di trasporto generali: nastri trasportatori per carichi leggeri e medi, rulli trasportatori.
Componenti generali: suole per scarpe ordinarie, maniglie per attrezzature fitness, rivestimenti industriali.
Intervallo di durezza B: Shore A 85 - 95
Sensazione del materiale: solido al tatto, altamente resistente all'abrasione e con rimbalzo rapido.
Applicazioni:
Componenti resistenti all'abrasione ad alte prestazioni: rulli per carichi pesanti in miniere e acciaierie, rivestimenti di pompe di fango.
Componenti di alta precisione ed elevata resistenza all'abrasione: rulli di stampa, rulli di carta, cinghie dentate ad alte prestazioni.
Sport e prodotti di consumo: ruote da pattinaggio su ghiaccio, ruote da skateboard, custodie per cellulari di alta qualità.
Componenti chiave di tenuta: paraolio e anelli di tenuta per condizioni di alta pressione e alta usura.
4. Gamma di materie plastiche rigide/materiali solidi (simili a plastica dura, nylon)
Intervallo di durezza: Shore A 95 e superiore fino a Shore D 50-80
Sensazione del materiale: estremamente duro, difficile da piegare, produce un suono nitido quando viene colpito e si deforma pochissima.
Applicazioni:
Componenti strutturali e ingranaggi: sostituisce i tecnopolimeri come nylon e POM nella produzione di ingranaggi, cuscinetti, cursori e pannelli strutturali, offrendo elevata robustezza e resistenza all'usura.
Componenti tecnici per impieghi gravosi: rivestimenti, schermi e raschiatori per attrezzature pesanti.
Attrezzatura sportiva ad alte prestazioni: componenti rigidi per sci e scarponi da sci.
Riepilogo e logica di selezione
Bassa durezza: le funzioni principali sono ammortizzazione, tenuta e morbidezza al tatto. Quando si seleziona, concentrarsi sulla deformazione di compressione e sulla velocità di rimbalzo.
Durezza medio-alta: le funzioni principali sono capacità portante, resistenza all'abrasione e resistenza agli urti. Nella scelta, concentrarsi sull'usura da abrasione, sulla resistenza allo strappo, sulla resistenza alla trazione e sulla resilienza. Shore A 85-95 è la gamma d'oro per la "resistenza all'abrasione".
Elevata durezza: le funzioni principali sono supporto strutturale, elevata rigidità e stabilità dimensionale. Quando si seleziona, concentrarsi sul modulo di flessione, sulla resistenza all'impatto e sulla precisione dimensionale.
Nota importante: le corrispondenze di durezza e applicazione di cui sopra sono linee guida generali. Nella selezione effettiva, per determinare la scelta finale è necessario considerare l'ambiente di lavoro specifico (come carico, impatto, temperatura e mezzi chimici a contatto). Ad esempio, anche per rulli con la stessa durezza Shore A 90, la formulazione ottimale (poliestere o polietere) può essere completamente diversa in ambienti secchi e fangosi, oppure a temperature normali ed elevate.
