Độ
cứng là một thông số kỹ thuật quan trọng của polyurethane nói riêng và vật liệu
cao su nói chung. Hai thang đo độ cứng thường được dùng là Shore A và Shore D.
Cấu tạo chính của một dụng cụ đo độ cứng thông thường là một đầu đo nhô ra khỏi
một đế phẳng, nó có khả năng thụt vào. Đầu còn lại đè sát vào lo xo. Khi đo mẫu,
đầu đo bị ép vào bên trong làm lo xo di chuyển và được ghi nhận bằng đồng hồ hoặc
hiển thị số. Mẫu thử càng cứng thì đầu đo bị ép vào trong càng nhiều.
Độ
cứng của vật liệu polyurethane chịu tác động không lớn bởi tỷ lệ chất kết mạng
sử dụng. Nếu chỉ sử dụng 80% mức chất kết mạng lý thuyết thì các tính chất cơ bản
của vật liệu đã khác biệt nhiều so với trường hợp sử dụng mức 100%. Tuy nhiên,
độ cứng của vật liệu polyurethane thay đổi không đáng kể nếu ta sử dụng ít đi
hoặc nhiều hơn mức chất kết mạng cần thiết.
Độ cứng của vật liệu polyurethane với tỷ lệ khuấy trộn chất kết mạng so với lý thuyết (80% tới 115%) thay đổi
không đáng kể (khoảng 4 Shore A đối với chất kết mạng MOCA và khoảng 2 Shore A
đối với chất kết mạng Ethacure 300). Ngoài ra, ta cũng nhận thấy rằng nếu sử dụng
chất kết mạng ít hơn một chút so với lượng dùng lý thuyết thì độ cứng sẽ tăng
lên.
Đối
với những vật liệu polyurethane mềm, độ cứng dưới 75 Shore A. Tính chất biến dạng
nén bị ảnh hưởng rất nhiều bởi yếu tố hình dạng (shape factor). Nó là tỷ số giữa
diện tích một bề mặt chịu tải và tổng diện tích bề mặt tự do. Mẫu thử có yếu tố
hình dạng càng thấp, càng dễ bị ép nén.
Mẫu thử dạng khối lập phương (50 x 50 mm) có yếu tố hình dạng là 0.25, trong khi khối
hình trụ (đường kính 56.5 x 50 mm) là 0.28 (cùng diện tích bề mặt chịu tải). Dưới cùng một ứng suất tác động trong quá trình thí nhiệm (7
MPa), mẫu khối lập phương bị nén nhiều hơn. Điều này nhấn mạnh rằng trong các
thí nghiệm ép nén, việc chuẩn bị mẫu (hình dạng, kích thước) có ảnh hưởng rất lớn
đến kết quả thí nghiệm.
Tham khảo từ tài liệu Castable Polyurethane
Elastomer, Ian Clemitson, CRC Press, 2008, trang 122 - 125
(vtp-vlab-caosuviet)
