Độ cứng là một trong những thông số quan trọng nhất khi lựa chọn vật liệu nhựa cho ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ sự khác biệt giữa Shore A và Shore D, cũng như cách đọc bảng tra và đo độ cứng thực tế tại hiện trường. Bài viết này cung cấp bảng tra độ cứng Shore A và Shore D của các loại nhựa phổ biến, giải thích cách đo và hướng dẫn chọn vật liệu dựa trên yêu cầu độ cứng của ứng dụng.
Shore A và Shore D là gì?
Thang đo Shore (hay Durometer) đo khả năng chống lại vết lõm của vật liệu bằng một đầu dò có hình dạng và lực cụ thể. Tiêu chuẩn ASTM D2240 định nghĩa nhiều thang đo Shore khác nhau cho các nhóm vật liệu:
- Shore A: Dùng cho vật liệu mềm đến trung bình — cao su, silicone, PU mềm, TPE. Đầu dò hình nón cụt, lực 822 gram. Thang đo 0-100A.
- Shore D: Dùng cho vật liệu cứng — nhựa cứng, nhựa kỹ thuật, cao su cứng. Đầu dò hình nón nhọn góc 30°, lực 4536 gram. Thang đo 0-100D.
Quy tắc chuyển đổi gần đúng: Shore D ≈ Shore A – 50 (chỉ áp dụng trong vùng chồng lấn 50A-100A / 0D-50D). Ví dụ: 80 Shore A ≈ 30 Shore D. Tuy nhiên đây chỉ là ước tính — hai thang đo không hoàn toàn tương đương vì cơ chế đo khác nhau.
Bảng tra độ cứng Shore A và Shore D của nhựa phổ biến
| Vật liệu | Shore A | Shore D | Cảm giác |
|---|---|---|---|
| Silicone mềm (10-20A) | 10-20 | — | Mềm như gel |
| Silicone tiêu chuẩn tấm | 40-60 | — | Như cao su non |
| Silicone cứng | 70-80 | — | Như đế giày cao su |
| PU mềm (polyurethane cast) | 30-50 | — | Như gôm tẩy mềm |
| PU trung bình | 60-80 | — | Như bánh xe xe đẩy |
| PU cứng (tấm PU kỹ thuật) | 85-95 | 40-50 | Như gót giày da |
| Nhựa HDPE / PE | — | 60-65 | Cứng, hơi có độ đàn hồi |
| Nhựa PP | — | 65-75 | Cứng, ít đàn hồi |
| Nhựa ABS | — | 75-85 | Cứng, không đàn hồi |
| Nhựa PA6 / PA66 | — | 75-80 | Cứng, hơi nhún dưới tải lớn |
| Nhựa POM (Acetal) | — | 80-85 | Rất cứng, kêu khi gõ |
| Nhựa PTFE (Teflon) | — | 50-65 | Cứng nhưng hơi dẻo |
| Nhựa PEEK | — | 80-85 | Rất cứng như kim loại nhẹ |
| Nhựa PC (Polycarbonate) | — | 80-85 | Rất cứng, trong suốt |
| Nhựa phíp bakelite | — | 85-95 | Cứng giòn |
Cách đo độ cứng Shore tại hiện trường
Dụng cụ đo: Durometer
Thiết bị đo độ cứng Shore gọi là Durometer (hay Shore hardness tester). Có hai loại phổ biến:
- Durometer loại A (Shore A): Dùng cho cao su, silicone, PU mềm. Có thể mua loại cầm tay phổ thông giá 200.000-500.000đ tại thị trường Việt Nam.
- Durometer loại D (Shore D): Dùng cho nhựa cứng. Thường dùng kết hợp bộ đo A+D.
Quy trình đo chuẩn theo ASTM D2240
- Mẫu đo phải phẳng, dày tối thiểu 6mm (nếu mỏng hơn, xếp nhiều lớp đến đủ 6mm)
- Nhiệt độ đo tiêu chuẩn: 23°C ± 2°C. Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến kết quả (cao su mềm hơn khi nóng)
- Áp đầu dò vuông góc với bề mặt mẫu, lực ép đủ để mặt đế durometer tiếp xúc hoàn toàn với mẫu
- Đọc số ngay sau 1 giây (không chờ lâu — vật liệu đàn hồi dần và số tăng lên)
- Đo ít nhất 5 điểm cách nhau tối thiểu 6mm, lấy giá trị trung bình
Sai số thường gặp khi đo Shore
- Đo mẫu quá mỏng: kết quả cao hơn thực tế vì bề mặt cứng bên dưới ảnh hưởng
- Đo trên bề mặt cong hoặc không phẳng: kết quả không đáng tin cậy
- Chờ lâu mới đọc số: số tăng do vật liệu phục hồi đàn hồi, kết quả cao hơn thực
- Nhiệt độ mẫu khác 23°C: cao su và PU đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ
Ứng dụng thực tế: chọn độ cứng Shore phù hợp
| Ứng dụng | Độ cứng khuyến nghị | Vật liệu phù hợp |
|---|---|---|
| Đệm chống rung máy móc | 30-50 Shore A | Silicone mềm, PU mềm |
| Gioăng làm kín tĩnh | 40-70 Shore A | Silicone, PU |
| Bánh xe xe đẩy nhẹ | 60-80 Shore A | PU đúc |
| Bánh xe tải nặng (xe nâng) | 85-95 Shore A | PU cứng đúc |
| Con lăn dẫn sợi/vải | 60-75 Shore A hoặc 30-40D | PU hoặc PA |
| Bánh răng và bạc lót | 75-85 Shore D | PA, POM |
| Chi tiết chịu tải, kết cấu | 80-85 Shore D | POM, PEEK, PA66 |
| Cách điện kỹ thuật | 85-95 Shore D | Phíp FR4, G11 |
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Tấm silicon của Nhựa Việt có Shore A bao nhiêu?
Tấm nhựa silicon tiêu chuẩn của chúng tôi có độ cứng Shore A 40-60A (phổ biến nhất là 50A). Chúng tôi cũng có các grade silicon cứng hơn (70A, 80A) và mềm hơn (20-30A) theo yêu cầu. Vui lòng ghi rõ yêu cầu Shore A khi đặt hàng.
PU 90A và PA Shore D 80 cái nào cứng hơn?
PA Shore D 80 cứng hơn đáng kể. PU 90 Shore A tương đương khoảng 40 Shore D — vẫn còn đàn hồi, cảm giác như gót giày da cứng. PA 80 Shore D là vật liệu rắn hoàn toàn, không đàn hồi dưới tay khi ấn. Hai thang đo không nên so sánh trực tiếp bằng con số.
Có thể đặt PU theo Shore A tùy chỉnh không?
Có. PU đúc theo khuôn có thể điều chỉnh Shore A từ khoảng 20A đến 95A bằng cách thay đổi tỷ lệ pha polyol và isocyanate. Quý khách cung cấp yêu cầu Shore A, hình dạng và kích thước, chúng tôi sẽ tư vấn và đúc mẫu thử trước khi sản xuất hàng loạt.
