تعتبر كل من مادة TPE أو الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية والسيليكون من الإيلاستومرات أي أنهما بوليمرات من مادة مطاطية. ويمكنهما استعادة أشكالهما الأصلية بعد شدهما إلى حد كبير. في هذه المدونة، سنناقش ما هو السيليكون وTPE. علاوة على ذلك، سنلقي الضوء أيضًا على الاختلافات الرئيسية في خصائص واستخدامات TPE والسيليكون.

ما هو TPE؟

المطاط اللدن بالحرارة هو مادة مرنة تشبه المطاط ولها خصائص تشبه البلاستيك. يمكن إنتاجها بمجموعة من معدات إنتاج البلاستيك مثل القولبة بالحقن والبثق والقولبة بالنفخ. TPE هو مادة ترموبلاستيكية حقيقية لا تتطلب عملية الفلكنة أو المعالجة. تُستخدم المطاطات اللدنة بالحرارة على نطاق واسع في الحياة اليومية. توجد هذه المواد في مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك السلع الاستهلاكية والمعدات الطبية والأدوات الكهربائية وأدوات المطبخ ونعل الأحذية ومقابض الدراجات النارية. يمكن أن تقاوم TPE درجات الحرارة الشديدة دون تشوه أو انقسام.

تتميز الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية بأنها مقاومة للتمزق ولكنها ناعمة الملمس. يتم استخدام TPE في المقابض مثل تلك الموجودة عادة في معدات التمرين. كما يمكن تلوين TPE بسهولة ويمكن العثور عليها في المنتجات من حولنا. المقابض الناعمة في فرش الأسنان، وألعاب مضغ الكلاب، ومقابض أدوات الحدائق هي أمثلة إضافية لتطبيقات TPE. حقن TPE صفحة لمعرفة المزيد عن TPE.

ما هو السيليكون؟

السيليكون هو فئة واسعة من السوائل والراتنجات والمطاط الصناعي. للسيليكون صيغة عامة (R2SiO)x. هنا، يمكن أن يمثل R أيًا من المجموعات العضوية العديدة. تشمل خصائصه المميزة الخمول الكيميائي، ومقاومة الماء، والأكسدة. علاوة على ذلك، فهو مستقر في درجات الحرارة العالية والمنخفضة. كما أن له مجموعة متنوعة من التطبيقات التجارية. انتقل إلى حقن السيليكون الصفحة لمعرفة المزيد.

تكوين TPE

المطاط الحراري البلاستيكي (TPE) هو عبارة عن بوليمر مشترك أو مزيج من البوليمرات التي تتمتع بشكل أساسي بخصائص المطاط مع قابلية المعالجة الحرارية للبلاستيك. وعادة ما يتضمن التركيب ما يلي:

• المكون المطاطي: هو نوع من الشبكات التي توفر المرونة والليونة للشبكة أو النظام.
• مكون من البلاستيك الحراري: تمكنك من التشكيل وإعادة التشكيل والصب وإعادة الصب.

يمكن تعديل نسبة هذه العناصر، وتعد الإيلاستومرات الشائعة المستخدمة في TPEs عبارة عن بوليمرات كتلة ستيرين (SBC)، وأوليفينات حرارية بلاستيكية (TPO)، وفلكنات حرارية بلاستيكية (TPV)، وبولي يوريثين حرارية بلاستيكية (TPU).

تركيبة السيليكون

السيليكون عبارة عن بوليمر صناعي يتكون من السيليكون والأكسجين والكربون والهيدروجين مع نسب بسيطة من عناصر أخرى. قد تشمل هذه العناصر الكالسيوم أو التيتانيوم أو الألومنيوم. يتضمن تركيبه:

• العمود الفقري للسيلوكسان: سلاسل من ذرات السيليكون مرتبطة بدورها مع ذرات الأكسجين.
• المجموعات الجانبية العضوية: مرتبطة بذرات السيليكون، اعتمادًا على النوع الفعلي للسيليكون الذي يمكن أن يكون ميثيل، وفينيل، وغيرها.

ما هو أداء منتج TPE والسيليكون؟

TPE والسيليكون نوعان من البوليمرات ولكل منهما خصائصه وأنواع البوليمرات التي يمكن استخدامها حسب الأداء والسعر والقوانين. إذن، إليك تحليل أداء المنتج لكل من TPE والسيليكون

1. الإيلاستومر الحراري البلاستيكي TPE:

• المرونة: مادة جيدة، مرنة للغاية، وناعمة للغاية.
• مرونة: مرن للغاية، يستعيد شكله الأصلي بعد ثنيه أو أثناء الثني.
• قابلية المعالجة: غير قابلة للتحلل البيولوجي، وسهلة التشكيل وإعادة التدوير، وأرخص من المعدن والزجاج، وتتكامل مع بعضها البعض بشكل مثالي حيث أن كلاهما مرتبط بالبلاستيك الاحترافي.
• التصاق: يمكنه التفاعل بسهولة مع المواد البلاستيكية الحرارية الأخرى وإنشاء رابطة جيدة.
• متانة: أقل إلى حد ما، ولكن لا يزال أعلى من غير السيليكون.

2. السيليكون

• مقاومة الحرارة: مقاوم لدرجات الحرارة العالية وغير معرض لأي نوع من التدهور.
• مرونة: تظل مرنة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، لذلك يجب استخدام مواد أكثر مرونة.
• المقاومة الكيميائية: لا تذوب في الماء والزيوت والعديد من المواد الكيميائية، كما أنها مقاومة للماء.
• التوافق الحيوي: صالحة للاستخدام في الطب والطبخ.
• متانة: متينة للغاية وطويلة الأمد.

خصائص كل من TPE والسيليكون

 

ملكيات	TPE (الاستومر الحراري البلاستيكي)	سيليكون
المرونة	مرن للغاية	مرنة ولكنها أكثر ثباتا
مرونة	ممتاز	ممتاز
مقاومة الحرارة	حتى 120 درجة مئوية	حتى 250 درجة مئوية أو أعلى
نقطة الانصهار	170 درجة مئوية إلى 260 درجة مئوية	ليس له نقطة انصهار حقيقية، ويبقى ثابتًا حتى 250 درجة مئوية أو أعلى
المقاومة الكيميائية	معتدل	ممتاز
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية	معتدل	ممتاز
متانة	جيد ولكن اقل من السيليكون	عالية جدا
التوافق الحيوي	يختلف حسب النوع	مرتفعة بشكل عام
يعالج	سهلة المعالجة وإعادة التدوير	معالجة أكثر تعقيدا
يكلف	أقل عموما	أعلى
قوة الشد	5-30 ميجا باسكال	5-11 ميجا باسكال
الاستطالة عند الكسر	200-800%	100-900%
الصلابة (الشاطئ أ)	20-90	10-90
مقاومة الماء	معتدلة إلى عالية	عالي

متى نستخدم TPE؟

استخدم TPE عندما؛

• التكلفة هي العامل الرئيسي.
• مقاومة درجات الحرارة معتدلة لمعظم المنتجات.
• تتطلب عملية بسيطة وإمكانية إعادة التدوير.
• المنتج يتطلب مادة ناعمة ومرنة؛

متى نستخدم السيليكون؟

استخدم السيليكون عندما؛

• مقاومة درجات الحرارة العالية ضرورية.
• إن المقاومة الجيدة للمواد الكيميائية والأشعة فوق البنفسجية أمر بالغ الأهمية.
• ويجب تحقيق الاستقرار والأمن على المدى الطويل.
• المنتج قيد النظر هو الأنسب للاستخدام كمنتجات طبية أو غذائية.

طرق اختيار أفضل مواد TPE؟

فيما يلي بعض الطرق التي ستساعدك على اختيار مادة TPE المناسبة؛

• متطلبات التقديم: تعرف على المتطلبات الإستراتيجية للتطبيق الذي لديك في ذهنك (على سبيل المثال، المرونة والصلابة ومقاومة درجة الحرارة).
• الخصائص الميكانيكية: يجب اختبار قوة الشد والاستطالة وقوة التمزق.
• المقاومة البيئية: يجب أن تأخذ دائمًا بعين الاعتبار عوامل مثل مقاومة الأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية والحرارة.
• الامتثال التنظيمي: تسهيل الامتثال للمعايير ذات الصلة (على سبيل المثال FDA أو REACH).
• طريقة المعالجة: قم بمطابقة TPE مع عملية التصنيع الخاصة بك (على سبيل المثال، القولبة بالحقن، البثق).

طرق اختيار أفضل مواد السيليكون؟

العوامل التالية سوف تساعدك على فهم كيفية اختيار أفضل مادة السيليكون.

• نطاق درجة الحرارة: اختر السيليكون المناسب لنطاقات درجات الحرارة المختلفة في التطبيقات المختلفة.
• التعرض للمواد الكيميائية: خذ في الاعتبار مقاومة السيليكون للمواد الكيميائية المختلفة.
• الخصائص الميكانيكية: تحديد الصلابة، وقوة الشد، واستطالة %.
• المتطلبات التنظيمية: تأكد من أن السيليكون يلبي متطلبات معينة، مثل السيليكون الطبي أو السيليكون المخصص للأغذية.
• خصائص خاصة: ابحث عن العزل الكهربائي وشفافية السيليكون. بالإضافة إلى ذلك، تحقق أيضًا من ثبات اللون.

هل من الآمن استخدام الإيلاستومر البلاستيكي الحراري (TPE)؟

تعتبر مادة TPE مادة آمنة طالما أنها لا تخضع لظروف قاسية من المحتمل أن تؤدي إلى إتلاف مصفوفة البوليمر. تشمل اعتبارات السلامة ما يلي:

• التوافق الحيوي: تعتبر TPEs آمنة وجيدة حتى للاستخدامات الطبية وتطبيقات ملامسة الطعام
• عدم السمية: إن عدم السمية هي السمة العامة لمعظم منتجات TPE. ومع ذلك، قد تحتوي على بعض الإضافات الخطيرة.
• الامتثال التنظيمي: تأكد من أن TEPs تلبي جميع معايير الامتثال واللوائح.

يمكنك الانتقال إلى هل TPE آمن؟ صفحة لمعرفة المزيد عن مادة TPU.

هل السيليكون آمن للاستخدام؟

يُعد السيليكون آمنًا بشكل عام للاستخدامات المختلفة في التطبيقات الطبية والغذائية. وتتضمن ميزات السلامة ما يلي:

• غير تفاعلي وخامل: لا توجد مشكلات تتعلق بالتوافق الكيميائي لهذه المادة. فهي لا تتفاعل كيميائيًا مع معظم المواد التي تتلامس معها. وتجعلها على اتصال مباشر بالطعام والجلد.
• التوافق الحيوي: يتم استخدام السيليكون الطبي في الغرسات والتطبيقات الطبية.
• مقاومة الحرارة والمواد الكيميائية: في ظل الظروف القاسية أو الشديدة، يحتفظ السيليكون بثباته وبالتالي يعتبر آمنًا.
• الامتثال التنظيمي: تأكدي من أن السيليكون الذي تستخدمينه يتوافق مع كافة متطلبات السلامة.

يمكنك الانتقال إلى هل السيليكون آمن؟ صفحة لمعرفة المزيد عن مادة TPU.

الفرق بين TPE والسيليكون

فيما يلي بعض الاختلافات الرئيسية بين TPE والسيليكون.

1. مقاومة درجة الحرارة

تُعد مقاومة درجات الحرارة أحد أهم الفروق بين TPE والسيليكون. لا يحتوي السيليكون على نقطة انصهار ويتميز بمقاومته القوية للحرارة. لا تتدهور خصائصه الميكانيكية عند درجات حرارة تتراوح بين 200 و450 درجة مئوية.

يذوب TPE في درجات حرارة تتراوح بين 260 و320 درجة مئوية. كما يتميز بمقاومة أقل للحرارة. ولهذا السبب، يعد TPE مناسبًا للاستخدامات التي تتطلب إعادة التدوير والمرونة. وهو الأفضل للسلع الاستهلاكية وقطع غيار السيارات والمعدات الطبية.

2. مقاومة المواد الكيميائية

إن المقاومة الكيميائية للسيليكون وTPE هي فرق آخر. السيليكون مقاوم لمعظم المواد الكيميائية والماء والأكسدة والأوزون. لا يمكنه تحمل البخار والقلويات والأحماض وثلاثي كلورو الإيثيلين ووقود الهيدروكربون أو الهيدروكربونات العطرية. وبسبب هذا، فإن السيليكون مناسب للاستخدامات التي تتطلب درجة عالية من الاستقرار الكيميائي، مثل العزل وأدوات المطبخ والأجهزة الطبية. الماء والزيوت والشحوم وبعض المذيبات كلها مقاومة لـTPE. لا يمكن للأحماض والقواعد القوية وعوامل الأكسدة كسرها. وبسبب هذا، فإن TPE مناسب للمنتجات التي تحتاج إلى مستوى متواضع من الاستقرار الكيميائي.

3. قابلية إعادة التدوير

نظرًا لأن السيليكون يحتاج إلى درجات حرارة عالية ومحفزات محددة لتفكيك روابطه، فإنه ليس من السهل إعادة تدويره. ونتيجة لذلك، فإن التخلص من السيليكون أكثر تكلفة وأقل ملاءمة للبيئة. يمكن إذابة TPE وإعادة تشكيله عدة مرات دون أن يفقد جودته. وبالتالي، فإنه قابل لإعادة التدوير بسهولة. وبسبب هذا، فإن إعادة استخدام TPE أقل تكلفة وأكثر فائدة للبيئة.

4. طريقة المعالجة

الفرق الرابع يكمن في طرق معالجة السيليكون و TPE. تشمل عمليات معالجة السيليكون حقن السائل، وصب الضغط، والبثق، وصب الحقن. وبسبب هذا، تصبح معالجة السيليكون أكثر تكلفة وصعوبة. ومع ذلك، من السهل معالجة TPE.

5. الألوان

يوفر كل من المطاط السيليكوني ومواد TPE مجموعة كاملة من خيارات الألوان. يكون المطاط السيليكوني شفافًا بشكل عام عند استخدامه كمادة خام. يمكن أن تنتج المواد الملونة المستخدمة أثناء مرحلة خلط عملية التصنيع درجات ألوان. يمكن أن تكون معتمة أو شفافة أو شفافة. ولكن يمكنك بسهولة توليد مجموعة واسعة من الألوان باستخدام TPE.

6. الهندسة المعقدة

يملأ المطاط السيليكوني المناطق الطويلة والرفيعة للغاية من القالب بسهولة ويتدفق إلى قوالب ذات مجموعة من سماكات الجدران. في القالب لضمان الملء الكامل. عند تطوير أجزاء TPE، من الأفضل تحديد نصف قطر جميع الزوايا الحادة والحفاظ على سمك جدار القطعة موحدًا قدر الإمكان.

7. صب فوق القالب

نظرًا لأن مطاط السيليكون يتصلب عند درجات حرارة عالية، فإنه يقلل من احتمالية ذوبان الركيزة أو تشوهها. عند اختيار البوليمرات الحرارية البلاستيكية المصبوبة بشكل صحيح، فإنها ستنتج اتصالاً متماسكًا وقويًا مع الركيزة الحرارية البلاستيكية دون استخدام مواد أولية أو مواد لاصقة.

8. مقاومة الأشعة فوق البنفسجية

قد يظل العنصر الشفاف الذي تحول إلى اللون الأصفر بسبب التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية يعمل بشكل لا تشوبه شائبة. ولكن مع ذلك، سيجد العديد من الأشخاص أن هذا الأمر مزعج. نظرًا لأن المطاط السيليكوني مقاوم بشكل طبيعي للأشعة فوق البنفسجية، فلن يتدهور في الشمس. عادةً ما تعمل هذه المثبتات عن طريق جمع الأشعة فوق البنفسجية بشكل انتقائي. ثم تطلق الطاقة على شكل حرارة منخفضة الحرارة.

لذا، باختصار، سوف يلخص الجدول التالي الفرق الرئيسي بين TPE والسيليكون.

 

ميزة	TPE (الاستومر الحراري البلاستيكي)	سيليكون
نوع المادة	إنه مزيج من المطاط والبلاستيك	إنه نوع من البوليمر الصناعي
نَسِيج	غالبًا ما يكون TPE أكثر ليونة ومرونة	أكثر ثباتًا ومرونة.
متانة	إنه أقل متانة ويمكن أن يتمزق بسهولة،	إنه أكثر متانة ولديه مقاومة أعلى للتمزق
مقاومة الحرارة	إنه يوفر مقاومة أقل للحرارة، لذا، يمكنه الذوبان	يوفر مقاومة عالية للحرارة
تنظيف	أسهل بكثير في التنظيف ويحتوي على عدد أقل من المسام.	يحتاج إلى مزيد من العناية ويحتوي على مسام أكثر.
عمر	عمر افتراضي أقصر، لذا يمكن أن يتدهور بمرور الوقت.	عمر أطول وأكثر استقرارًا.
يكلف	أرخص عموما من غيرها	أغلى من TPE
مضاد للحساسية	أقل احتمالا أن تكون مضادة للحساسية	مضاد للحساسية بشكل عام
وزن	أخف وزنا	أثقل وزنا
خيارات الألوان	التوفر محدود، ولكن يمكن أن يتلاشى	متوفر بمجموعة واسعة من الألوان وثابت اللون.
حالات الاستخدام	لها العديد من التطبيقات في صناعة الألعاب والأختام والمقابض.	يتم استخدامه على نطاق واسع في التطبيقات الطبية والطهي وفي درجات الحرارة المرتفعة.

خاتمة

في الختام، هناك بعض أوجه التشابه والاختلاف بين خصائص وتطبيقات السيليكون وTPE. على الرغم من أن السيليكون مقاوم للغاية للحرارة والمواد الكيميائية، إلا أن إعادة تدويره تتطلب إجراءات معقدة يمكنك اختيار أي من المادتين بناءً على متطلباتك واحتياجاتك. بشكل عام، يعد TPE أكثر مرونة ويؤدي إلى معالجة بسيطة. إنه حل فعال من حيث التكلفة لصنع منتجات مختلفة في درجات حرارة معتدلة. إلى جانب ذلك، فهو قابل لإعادة التدوير ويتناسب جيدًا مع السلع الاستهلاكية. من ناحية أخرى، يتمتع السيليكون بمقاومة عالية للحرارة واستقرار كيميائي. لهذا السبب، يمكن أن يتفوق في ظروف درجات الحرارة العالية. لكن هذا مكلف بعض الشيء وأقل مرونة مقارنة بـ TPE.

الأسئلة الشائعة

س1. ما هي أوجه التشابه بين TPE والسيليكون؟

TPE و سيليكون تتشابه هذه المواد في العديد من النواحي، حيث أنها من أنواع المطاط الصناعي. كما أنها توفر مرونة تشبه المطاط ولها تطبيقات عديدة في صناعة منتجات مختلفة. علاوة على ذلك، فهي أكثر متانة ويمكن تخصيصها لخصائص معينة، وهذه الخصائص تجعلها غير سامة للاستخدام الآمن في المواد الطبية والغذائية.

س2. ما هي الاختلافات الرئيسية بين TPE والسيليكون؟

من بين خصائص TPE سهولة المعالجة والمرونة والتكلفة المنخفضة نسبيًا. ومع ذلك، لا يمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة. السيليكون مقاوم للحرارة والمواد الكيميائية ويُستخدم في درجات الحرارة المرتفعة أو الاستخدام الشاق.

س3. هل TPE والسيليكون مناسبان للاستخدام الطبي؟

نعم بالتأكيد مادة تي بي إي يستخدم السيليكون في التطبيقات الطبية المرنة، مثل القسطرة. يستخدم السيليكون في الغالب بسبب ثباته الحراري العالي وتوافقه البيولوجي للتطبيقات الأساسية في الصناعة الطبية.