TPE oder Thermoplastische Elastomere und Silikon sind beides Elastomere, d. h. sie sind Polymere aus gummiartigem Material. Sie können ihre ursprüngliche Form wieder annehmen, nachdem sie stark gedehnt wurden. In diesem Blog werden wir erörtern, was Silikon und TPE-Materialien sind. Außerdem werden wir die Hauptunterschiede in den Eigenschaften und Verwendungen von TPE und Silikon beleuchten.
Was ist TPE-Material?
Ein thermoplastisches Elastomer ist eine flexible und gummiartige Substanz mit plastikähnlichen Eigenschaften. Es kann mit einer Reihe von Kunststoffproduktionsanlagen wie Spritzguss, Extrusion und Blasformen hergestellt werden. TPE-Kunststoff ist ein echter Thermoplast, der weder vulkanisiert noch ausgehärtet werden muss. Thermoplastische Elastomere sind im täglichen Leben weit verbreitet. Diese Materialien finden sich in einer Vielzahl von Produkten, darunter Konsumgüter, medizinische Geräte, Elektrowerkzeuge, Küchengeräte, Schuheinlagen und Motorradgriffe. TPE-Material kann hohen Temperaturen standhalten, ohne sich zu verformen oder zu splittern.
Thermoplastische Elastomere sind reißfest und fühlen sich dennoch weich an. TPE-Material wird für Griffe verwendet, wie sie üblicherweise in Fitnessgeräten zu finden sind. TPE lässt sich auch leicht einfärben und findet sich in allen Produkten um uns herum. Die weichen Griffe von Zahnbürsten, Kauspielzeug für Hunde und Griffe von Gartengeräten sind weitere Beispiele für TPE-Anwendungen. Muss TPE-Spritzguss Seite, um mehr über TPE-Formteile zu erfahren.
Was ist Silikon?
Silikon ist eine breite Kategorie von Flüssigkeiten, Harzen und Elastomeren. Silikone haben die allgemeine Formel (R2SiO)x. Dabei kann R eine beliebige organische Gruppe darstellen. Zu ihren besonderen Eigenschaften gehören chemische Inertheit, Wasser- und Oxidationsbeständigkeit. Darüber hinaus sind sie sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen stabil. Außerdem haben sie eine Vielzahl kommerzieller Anwendungen. Gehe zu Silikon-Spritzguss Und ist Silikon sicher Seite, um mehr zu erfahren.
Zusammensetzung von TPE-Kunststoff
TPE-Kunststoff oder Thermoplastischer Kautschuk ist ein Copolymer oder ein Gemisch von Polymeren, das hauptsächlich die Eigenschaften von Kautschuk und die thermische Verarbeitbarkeit von Kunststoffen aufweist. Die Zusammensetzung umfasst in der Regel:
- Elastomere Komponente: Es handelt sich um einen Netzwerktyp, der einem Netzwerk oder System Flexibilität und Elastizität verleiht.
- Thermoplastische Komponente: Ermöglicht das Schmieden und Umschmieden, Gießen und Neugießen.
Ihr Verhältnis kann angepasst werden. Häufig in TPEs verwendete Elastomere sind Styrolblockcopolymere (SBC), thermoplastische Olefine (TPO), thermoplastische Vulkanisate (TPV) und thermoplastische Polyurethane (TPU).
Zusammensetzung von Silikon
Silikon ist ein synthetisches Polymer, das aus Silizium, Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff sowie geringen Anteilen anderer Elemente besteht. Zu diesen Elementen können Kalzium, Titan oder Aluminium gehören. Seine Zusammensetzung umfasst:
- Siloxan-Rückgrat: Ketten aus Siliziumatomen, die wiederum an Sauerstoffatome gebunden sind.
- Organische Seitengruppen: An die Siliziumatome gebunden, kann es sich je nach Silikontyp um Methyl, Phenyl und andere handeln.
Wie ist die Produktleistung von TPE und Silikon?
TPE und Silikon sind zwei Polymere, und jedes hat seine eigenen Eigenschaften und Polymertypen, die je nach Leistung, Preis und Gesetzgebung zu verwenden sind. Hier ist also die Analyse der Produktleistung von TPE und Silikon.
1. Thermoplastisches Elastomer TPE:
- Flexibilität: Feines, extrem flexibles, sehr weiches Material.
- Elastizität: Sehr flexibel, nimmt nach dem Biegen oder beim Beugen wieder die ursprüngliche Form an.
- Verarbeitbarkeit: Sie sind nicht biologisch abbaubar, leicht zu formen und zu recyceln, günstiger als Metall und Glas und ergänzen sich perfekt, da sie beide mit Pro-Kunststoffen in Verbindung gebracht werden.
- Haftung: Es kann problemlos mit anderen Thermoplasten reagieren und eine gute Verbindung herstellen.
- Haltbarkeit: Etwas niedriger, aber immer noch höher als ohne Silikon.
2. Silikon
- Hitzebeständigkeit: Beständig gegen hohe Temperaturen und keinerlei Abnutzung ausgesetzt.
- Elastizität: Bleibt bei hohen und niedrigen Temperaturen flexibel, daher sollte elastischeres Material verwendet werden.
- Chemische Beständigkeit: Sie lösen sich nicht in Wasser, Ölen und vielen Chemikalien auf und sind außerdem wasserfest.
- Biokompatibilität: Stabil für die Verwendung in der Medizin und beim Kochen.
- Haltbarkeit: Äußerst strapazierfähig und langlebig.
Eigenschaften der beiden Materialien TPE und Silikon
| Eigenschaften | TPE (Thermoplastisches Elastomer) | Silikon |
| Flexibilität | Sehr flexibel | Flexibel, aber fester |
| Elastizität | Exzellent | Exzellent |
| Hitzebeständigkeit | Bis 120°C | Bis 250°C oder höher |
| Schmelzpunkt | 170°C bis 260°C | Hat keinen echten Schmelzpunkt, bleibt bis 250 °C oder höher stabil |
| Chemische Beständigkeit | Mäßig | Exzellent |
| UV-Beständigkeit | Mäßig | Exzellent |
| Haltbarkeit | Gut, aber weniger als Silikon | Sehr hoch |
| Biokompatibilität | Es variiert je nach Typ | Generell hoch |
| Verarbeitung | Leicht zu verarbeiten und zu recyceln | Komplexere Verarbeitung |
| Kosten | Im Allgemeinen niedriger | Höher |
| Zugfestigkeit | 5-30 MPa | 5-11 MPa |
| Bruchdehnung | 200-800% | 100-900% |
| Härte (Shore A) | 20-90 | 10-90 |
| Wasserbeständigkeit | Mäßig bis hoch | Hoch |
Wann wird TPE-Kunststoff verwendet?
Verwenden Sie TPE-Material, wenn;
- Die Kosten sind ein wichtiger Faktor.
- Die Temperaturbeständigkeit ist bei den meisten Produkten mittelmäßig.
- Erforderlich sind ein einfacher Prozess und Recyclingfähigkeit.
- Das Produkt erfordert weiches und flexibles Material;
Wann sollte Silikon verwendet werden?
Verwenden Sie Silikon, wenn;
- Eine hohe Temperaturbeständigkeit ist erforderlich.
- Entscheidend ist eine gute Chemikalien- und UV-Beständigkeit.
- Es muss eine langfristige Stabilität und Sicherheit erreicht werden.
- Das in Rede stehende Produkt eignet sich bestens für den Einsatz als medizinisches oder lebensmittelbezogenes Produkt.
Wie wählt man die besten TPE-Materialien aus?
Hier sind einige Möglichkeiten, die Ihnen bei der Auswahl des richtigen TPE-Materials helfen:
- Bewerbungsvoraussetzungen: Informieren Sie sich über die strategischen Anforderungen Ihrer geplanten Anwendung (z. B. Flexibilität, Härte und Temperaturbeständigkeit).
- Mechanische Eigenschaften: Es müssen Zugfestigkeit, Dehnung und Weiterreißfestigkeit geprüft werden.
- Umweltbeständigkeit: Berücksichtigen Sie immer Faktoren wie UV-, Chemikalien- und Hitzebeständigkeit.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Erleichtert die Einhaltung relevanter Standards (z. B. der FDA oder REACH).
- Verarbeitungsmethode: Passen Sie das TPE an Ihren Herstellungsprozess an (zum Beispiel Spritzguss, Extrusion).
Wie wählt man die besten Silikonmaterialien aus?
Die folgenden Faktoren helfen Ihnen dabei, das beste Silikonmaterial auszuwählen.
- Temperaturbereich: Wählen Sie ein Silikon, das für die unterschiedlichen Temperaturbereiche verschiedener Anwendungen geeignet ist.
- Chemische Belastung: Berücksichtigen Sie die Beständigkeit von Silikon gegenüber verschiedenen Chemikalien.
- Mechanische Eigenschaften: Bestimmen Sie Härte, Zugfestigkeit und %-Dehnung.
- Regulatorische Anforderungen: Stellen Sie sicher, dass das Silikon bestimmte Anforderungen erfüllt, z. B. medizinisches Silikon oder lebensmittelechtes Silikon.
- Besondere Eigenschaften: Achten Sie auf die elektrische Isolierung und Transparenz des Silikons. Überprüfen Sie außerdem die Farbstabilität.
Ist die Verwendung von thermoplastischem Elastomer (TPE) sicher?
TPE gilt als sicheres Material, sofern es keinen harten Bedingungen ausgesetzt wird, die die Polymermatrix beschädigen könnten. Zu den Sicherheitsaspekten zählen:
- Biokompatibilität: TPEs sind sicher und sogar für medizinische Anwendungen und Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet
- Ungiftigkeit: Die meisten TPEs sind ungiftig. Sie können jedoch einige gefährliche Zusatzstoffe enthalten.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Stellen Sie sicher, dass TEPs alle Compliance- und Regulierungsstandards erfüllen.
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Ist die Verwendung von Silikon sicher?
Silikon ist im Allgemeinen für verschiedene Anwendungen im medizinischen Bereich und in der Lebensmittelindustrie unbedenklich. Zu den Sicherheitsmerkmalen gehören:
- Nicht reaktiv und inert: Dieses Material weist keine Probleme mit der chemischen Verträglichkeit auf. Es reagiert chemisch nicht mit den meisten Substanzen, mit denen es in Kontakt kommt. Es kommt direkt mit Lebensmitteln und der Haut in Kontakt.
- Biokompatibilität: Medizinisches Silikon wird in Implantaten und medizinischen Anwendungen verwendet.
- Hitze- und Chemikalienbeständigkeit: Unter extremen Bedingungen behält Silikon seine Stabilität und gilt daher als sicher.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Stellen Sie sicher, dass das von Ihnen verwendete Silikon alle Sicherheitsanforderungen erfüllt.
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Unterschied zwischen TPE und Silikon
Hier sind einige wichtige Unterschiede zwischen TPE und Silikon.
1. Temperaturbeständigkeit
Die Temperaturbeständigkeit ist einer der Hauptunterschiede zwischen TPE und Silikon. Silikon hat keinen Schmelzpunkt und ist sehr hitzebeständig. Seine mechanischen Eigenschaften verschlechtern sich bei Temperaturen zwischen 200 und 450 °C nicht.
TPE-Kunststoff schmilzt zwischen 260 und 320 °C. Er hat eine geringere Hitzebeständigkeit. Aus diesem Grund eignet sich TPE-Material für Anwendungen, die Recyclingfähigkeit und Flexibilität erfordern. Sie eignen sich am besten für Konsumgüter, Automobilteile und medizinische Geräte.
2. Chemische Beständigkeit
Die chemische Beständigkeit von Silikon und TPE-Kunststoff ist ein weiterer Unterschied. Silikon ist undurchlässig für die meisten Chemikalien, Wasser, Oxidation und Ozon. Es ist nicht beständig gegen Dampf, Laugen, Säuren, Trichlorethylen, Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe oder aromatische Kohlenwasserstoffe. Aus diesem Grund eignet sich Silikon für Anwendungen, die ein hohes Maß an chemischer Stabilität erfordern, wie z. B. Isolierungen, Küchengeräte und medizinische Geräte. Wasser, Öle, Fette und einige Lösungsmittel sind alle gegen TPE beständig. Starke Säuren, Basen und Oxidationsmittel können ihm nichts anhaben. Aus diesem Grund eignet sich TPE für Produkte, die ein geringes Maß an chemischer Beständigkeit erfordern.
3. Recyclingfähigkeit
. Da Silikon hohe Temperaturen und spezielle Katalysatoren benötigt, um seine Bindungen aufzubrechen, ist es nicht leicht zu recyceln. Infolgedessen ist die Entsorgung von Silikon teurer und weniger umweltfreundlich. TPE-Kunststoff kann mehrmals geschmolzen und neu geformt werden, ohne seine Qualität zu verlieren. Daher ist es leicht recycelbar. Aus diesem Grund ist die Wiederverwendung von TPE-Kunststoff weniger kostspielig und umweltfreundlicher.
4. Art der Verarbeitung
Der vierte Unterschied liegt in den Verarbeitungsmethoden von Silikon und TPE-Material. Zu den Verfahren für die Verarbeitung von Silikon gehören Flüssigspritzguss, Formpressen, Extrusion und Spritzgießen. Dadurch wird die Verarbeitung von Silikon teurer und schwieriger. TPE hingegen lässt sich leicht verarbeiten.
5. Farben
Sowohl Silikonkautschuk als auch TPEs bieten eine Farbauswahl im gesamten Spektrum. Silikonkautschuk ist als Rohmaterial normalerweise durchscheinend. Beim Mischen im Herstellungsprozess verwendete Farbstoffe können Farbtöne erzeugen. Sie können undurchsichtig, durchscheinend oder transparent sein. Mit TPE können Sie jedoch problemlos eine breite Farbpalette erzeugen.
6. Komplexe Geometrie
Silikonkautschuk füllt extrem lange, dünne Bereiche einer Form mit Leichtigkeit aus und fließt in Formen mit unterschiedlichen Wandstärken. in eine Form, um eine vollständige Ausfüllung zu gewährleisten. Bei der Entwicklung von TPE-Kunststoffteilen ist es besser, alle scharfen Ecken abzurunden und eine möglichst gleichmäßige Wandstärke des Teils beizubehalten.
7. Umspritzen
Da Silikonkautschuk bei hohen Temperaturen aushärtet, verringert sich die Möglichkeit, dass das Substrat schmilzt oder sich verformt. Umspritzte thermoplastische Polymere (TPEs) erzeugen bei richtiger Auswahl eine schlüssige, starke Verbindung mit dem thermoplastischen Substrat ohne Verwendung von Primern oder Klebstoffen.
8. UV-Beständigkeit
Ein durchsichtiger Gegenstand, der durch die UV-Sterilisation vergilbt ist, kann immer noch einwandfrei funktionieren. Dennoch werden viele Menschen dies als störend empfinden. Da Silikonkautschuk von Natur aus resistent gegen UV-Licht ist, wird er in der Sonne nicht vergilben. Normalerweise funktionieren diese Stabilisatoren, indem sie UV-Strahlen selektiv auffangen. Anschließend geben sie die Energie als Niedertemperaturwärme ab.
Die folgende Tabelle fasst also kurz die wichtigsten Unterschiede zwischen TPE und Silikon zusammen.
| Besonderheit | TPE (Thermoplastisches Elastomer) | Silikon |
| Materialtyp | Es ist eine Mischung aus Gummi und Kunststoff | Es ist eine Art synthetisches Polymer |
| Textur | TPE ist oft weicher und flexibler | Fester und noch elastischer. |
| Haltbarkeit | Es ist weniger haltbar und kann leicht reißen, | Es ist langlebiger und hat eine höhere Reißfestigkeit |
| Hitzebeständigkeit | Es bietet eine geringere Hitzebeständigkeit. Es kann also schmelzen | Bietet hohe Hitzebeständigkeit |
| Reinigung | Viel einfacher zu reinigen und hat weniger Poren. | Sie ist pflegeintensiver und porenreicher. |
| Lebensdauer | Eine kürzere Lebensdauer. Daher kann es mit der Zeit nachlassen. | Längere Lebensdauer und noch stabiler. |
| Kosten | Im Allgemeinen günstiger als andere | Teurer als TPE |
| Hypoallergen | Weniger wahrscheinlich hypoallergen | Generell hypoallergen |
| Gewicht | Geringeres Gewicht | Höheres Gewicht |
| Farboptionen | Begrenzte Verfügbarkeit, kann aber verblassen | In vielen verschiedenen Farben erhältlich und farbecht. |
| Anwendungsfälle | Finden viele Anwendungsmöglichkeiten bei der Herstellung von Spielzeugen, Dichtungen und Griffen. | Wird häufig für medizinische, kulinarische und Hochtemperaturanwendungen verwendet. |
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es gewisse Parallelen und Unterschiede zwischen den Eigenschaften und Anwendungen von Silikon und TPE gibt. Obwohl Silikon sehr hitze- und chemikalienbeständig ist, erfordert sein Recycling komplizierte Verfahren. Sie können je nach Ihren Anforderungen und Bedürfnissen eines der beiden Materialien wählen. Im Allgemeinen ist TPE flexibler und lässt sich einfacher verarbeiten. Es ist eine kostengünstige Lösung für die Herstellung verschiedener Produkte bei moderaten Temperaturen. Außerdem ist es recycelbar und passt gut zu Konsumgütern. Andererseits hat Silikon eine hohe Hitzebeständigkeit und chemische Stabilität. Aus diesem Grund kann es auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Es ist jedoch etwas teurer und weniger flexibel als das TPE-Material.
Häufig gestellte Fragen
F1. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen TPE und Silikon?
TPE und Silikon sind sich in vielerlei Hinsicht ähnlich, zum Beispiel sind sie beide Elastomere. Sie bieten beide eine gummiartige Flexibilität und haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten bei der Herstellung verschiedener Produkte. Darüber hinaus sind sie haltbarer und können für spezifische Eigenschaften angepasst werden. Diese Eigenschaften machen sie ungiftig und für den sicheren Einsatz in medizinischen und Lebensmittelprodukten geeignet.
F2. Was sind die Hauptunterschiede zwischen TPE und Silikon?
Einige Eigenschaften von TPE sind die einfache Verarbeitung, Flexibilität und relativ niedrige Kosten. Allerdings kann es hohen Temperaturen nicht standhalten. Silikon ist hitze- und chemikalienbeständig und wird bei hohen Temperaturen oder starker Beanspruchung verwendet.
F3. Sind TPE und Silikon für den medizinischen Gebrauch geeignet?
Absolut ja, TPE wird in flexiblen medizinischen Anwendungen wie Kathetern eingesetzt. Silikon wird aufgrund seiner hohen Hitzestabilität und Biokompatibilität hauptsächlich für Kernanwendungen in der Medizinbranche verwendet.