TPE eli termoplastiset elastomeerit ja silikoni ovat molemmat elastomeerejä eli kumimaisen materiaalin polymeerejä. Ne pystyvät palauttamaan alkuperäisen muotonsa sen jälkeen, kun niitä on venytetty voimakkaasti. Tässä blogissa keskustelemme siitä, mitä ovat silikoni- ja TPE-materiaalit. Lisäksi valotamme myös TPE:n ja silikonin ominaisuuksien ja käyttötarkoitusten tärkeimpiä eroja.
Mikä on TPE-materiaali?
Termoplastinen elastomeeri on joustava ja kumimainen aine, jolla on muovin kaltaisia ominaisuuksia. Sitä voidaan valmistaa erilaisilla muovinvalmistuslaitteilla, kuten ruiskupuristamalla, ekstruusiolla ja puhallusmuovauksella. TPE-muovi on aito kestomuovi, joka ei vaadi vulkanointia tai kovettumista. Termoplastisia elastomeerejä käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä. Näitä materiaaleja on monissa tuotteissa, kuten kulutustavaroissa, lääkinnällisissä laitteissa, sähkötyökaluissa, keittiötarvikkeissa, kengänpohjissa ja moottoripyörien kahvoissa. TPE-materiaali kestää korkeita lämpötiloja vääntymättä tai halkeilematta.
Termoplastiset elastomeerit ovat repimättömiä mutta pehmeän tuntuisia. TPE-materiaali käytetään kahvoissa, joita käytetään yleisesti kuntoilulaitteissa. TPE on myös helposti värjättävissä, ja sitä löytyy tuotteista kaikkialla ympärillämme. Hammasharjojen pehmeät kahvat, koirien purulelut ja puutarhatyökalujen kahvat ovat esimerkkejä TPE:n sovelluksista. Got to TPE ruiskuvalu sivulta lisätietoja TPE-muotoilluista osista.
Mitä on silikoni?
Silikoni on laaja nesteiden, hartsien ja elastomeerien ryhmä. Silikonien yleinen kaava on (R2SiO)x. Tässä R voi edustaa mitä tahansa useista orgaanisista ryhmistä. Niille ominaisia ominaisuuksia ovat kemiallinen inerttiys, vedenkestävyys ja hapettumiskestävyys. Lisäksi ne ovat vakaita sekä korkeissa että matalissa lämpötiloissa. Niillä on myös monenlaisia kaupallisia sovelluksia. Siirry osoitteeseen Silikonin ruiskuvalu ja onko silikoni turvallista sivulla lisätietoja.
TPE-muovin koostumus
TPE-muovi tai termoplastinen kumi on kopolymeeri tai polymeerien seos, jolla on pääasiassa kumin ominaisuudet ja muovien lämpökäsittelyominaisuudet. Koostumus sisältää yleensä:
- Elastomeerinen komponentti: Se on verkkotyyppi, joka tarjoaa joustavuutta ja joustavuutta verkolle tai järjestelmälle.
- Termoplastinen komponentti: Mahdollistaa takomisen ja uudelleen takomisen, valamisen ja uudelleenvalamisen.
Näiden suhteita voidaan säätää, ja yleisiä TPE:ssä käytettyjä elastomeerejä ovat styreeniblokkikopolymeerit (SBC), termoplastiset olefiinit (TPO), termoplastiset vulkanisaatit (TPV) ja termoplastiset polyuretaanit (TPU).
Silikonin koostumus
Silikoni on synteettinen polymeeri, jossa on piitä, happea, hiiltä ja vetyä sekä pieniä määriä muita alkuaineita. Näihin alkuaineisiin voi kuulua kalsiumia, titaania tai alumiinia. Sen koostumus sisältää:
- Siloksaanirunko: Piiatomien ketjuja, jotka ovat vuorotellen sidoksissa happiatomeihin.
- Orgaaniset sivuryhmät: Sidottu piiatomeihin, riippuen silikonin todellisesta tyypistä, joka voi olla metyyli, fenyyli ja muut.
Mikä on TPE- ja silikonituotteiden suorituskyky?
TPE ja silikoni ovat kaksi polymeeriä, ja kummallakin on omat ominaisuutensa ja käytettävät polymeerityypit suorituskyvyn, hinnan ja lakien mukaan. Tässä on siis analyysi sekä TPE:n että silikonin tuotesuorituskyvystä.
1. Termoplastinen elastomeeri TPE:
- Joustavuus: Hieno, erittäin joustava ja pehmeä materiaali.
- Joustavuus: Erittäin joustava, palautuu alkuperäiseen muotoonsa taivutuksen tai taivutuksen aikana.
- Jalostettavuus: Ne ovat biohajoamattomia, helppoja muovata ja kierrättää, halvempia kuin metalli ja lasi, ja ne täydentävät toisiaan täydellisesti, koska ne molemmat liittyvät pro-muoveihin.
- Tartunta: Se on helposti vuorovaikutuksessa muiden kestomuovien kanssa ja muodostaa hyvän sidoksen.
- Kestävyys: Hieman alhaisempi, mutta silti korkeampi kuin silikoniton.
2. Silikoni
- Lämmönkestävyys: Kestää korkeita lämpötiloja eikä altistu minkäänlaiselle hajoamiselle.
- Joustavuus: Pysyy joustavana korkeissa ja matalissa lämpötiloissa, joten olisi käytettävä joustavampaa materiaalia.
- Kemiallinen kestävyys: Ne eivät liukene veteen, öljyihin ja moniin kemikaaleihin, ja ne ovat myös vedenpitäviä.
- Biologinen yhteensopivuus: Vakaa käytettäväksi lääketieteessä ja ruoanlaitossa.
- Kestävyys: Erittäin kestävä ja pitkäikäinen.
Sekä TPE- että silikonimateriaalin ominaisuudet
| Ominaisuudet | TPE (termoplastinen elastomeeri) | Silikoni |
| Joustavuus | Erittäin joustava | Joustava mutta kiinteämpi |
| Jousto | Erinomainen | Erinomainen |
| Lämmönkestävyys | Jopa 120°C | Jopa 250°C tai korkeampi |
| Sulamispiste | 170°C-260°C | Sillä ei ole todellista sulamispistettä, pysyy stabiilina 250 °C:seen tai sitä korkeampaan lämpötilaan asti. |
| Kemiallinen kestävyys | Kohtalainen | Erinomainen |
| UV-kestävyys | Kohtalainen | Erinomainen |
| Kestävyys | Hyvä, mutta vähemmän kuin silikoni | Erittäin korkea |
| Biologinen yhteensopivuus | Se vaihtelee tyypeittäin | Yleensä korkea |
| Käsittely | Helppo käsitellä ja kierrättää | Monimutkaisempi käsittely |
| Kustannukset | Yleensä alhaisemmat | Korkeampi |
| Vetolujuus | 5-30 MPa | 5-11 MPa |
| Murtovenymä | 200-800% | 100-900% |
| Kovuus (Shore A) | 20-90 | 10-90 |
| Vedenkestävyys | Kohtalainen tai korkea | Korkea |
Milloin käyttää TPE-palstamateriaalia?
Käytä TPE-materiaalia, kun;
- Kustannukset ovat merkittävä tekijä.
- Useimpien tuotteiden lämpötilakestävyys on kohtalainen.
- Vaaditaan yksinkertainen prosessi ja kierrätettävyys.
- Tuote vaatii pehmeää ja joustavaa materiaalia;
Milloin käyttää silikonia?
Käytä silikonia kun;
- Korkean lämpötilan kestävyys on välttämätöntä.
- Hyvä kemikaalien ja UV-säteilyn kestävyys on ratkaisevan tärkeää.
- On saavutettava pitkän aikavälin vakaus ja turvallisuus.
- Tarkasteltavana oleva tuote soveltuu parhaiten käytettäväksi lääkkeinä tai elintarvikkeisiin liittyvinä tuotteina.
Miten valita parhaat TPE-materiaalit?
Seuraavassa on muutamia tapoja, jotka auttavat sinua valitsemaan oikean TPE-materiaalin;
- Hakuvaatimukset: Selvitä suunnittelemasi sovelluksen strategiset vaatimukset (esim. joustavuus, kovuus ja lämpötilan kestävyys).
- Mekaaniset ominaisuudet: Vetolujuus, venymä ja repäisylujuus on testattava.
- Ympäristönkestävyys: Ota aina huomioon tekijät, kuten UV-säteilyn, kemikaalien ja lämmönkestävyys.
- Säädösten noudattaminen: helpottaa asiaan liittyvien standardien (esim. FDA:n tai REACH-asetuksen) noudattamista.
- Käsittelymenetelmä: Sovita TPE valmistusprosessiisi (esimerkiksi ruiskupuristus, ekstruusio).
Miten valita parhaat silikonimateriaalit?
Seuraavat tekijät auttavat sinua ymmärtämään, miten valita paras silikonimateriaali.
- Lämpötila-alue: Valitse silikoni, joka soveltuu eri sovellusten eri lämpötila-alueille.
- Kemiallinen altistuminen: Huomioi silikonin kestävyys eri kemikaaleja vastaan.
- Mekaaniset ominaisuudet: Määritä kovuus, vetolujuus ja %-venymä.
- Sääntelyvaatimukset: Varmista, että silikoni täyttää tietyt vaatimukset, kuten lääketieteellinen silikoni tai elintarvikekäyttöön tarkoitettu silikoni.
- Erityisominaisuudet: Tarkista, että sähköeristys ja pii ovat läpinäkyviä. Tarkista tämän lisäksi myös värin pysyvyys.
Onko termoplastinen elastomeeri (TPE) turvallinen käyttää?
TPE:tä pidetään turvallisena materiaalina, koska se ei saa altistua koville olosuhteille, jotka todennäköisesti vahingoittavat polymeerimatriisia. Turvallisuusnäkökohtia ovat mm:
- Biologinen yhteensopivuus: TPE:t ovat turvallisia ja jopa hyviä lääketieteellisissä ja elintarvikekontaktisovelluksissa.
- Ei myrkyllisyys: Myrkyttömyys on useimpien TPE-materiaalien yleinen ominaisuus. Niihin saattaa kuitenkin sisältyä joitakin vaarallisia lisäaineita.
- Säädösten noudattaminen: Varmista, että TEP:t täyttävät kaikki vaatimustenmukaisuus- ja sääntelystandardit.
Voisit siirtyä onko TPE turvallinen sivulla lisätietoja TPE-materiaalista.
Onko silikonia turvallista käyttää?
Silikoni on yleisesti ottaen turvallista erilaisiin käyttötarkoituksiin lääketieteellisissä ja elintarvikesovelluksissa. Turvallisuusominaisuuksiin kuuluvat:
- Reagoimaton ja inertti: Tällä materiaalilla ei ole kemiallisia yhteensopivuusongelmia. Se ei ole kemiallisessa vuorovaikutuksessa useimpien sen kanssa kosketuksiin joutuvien aineiden kanssa. Se joutuu suoraan kosketuksiin elintarvikkeiden ja ihon kanssa.
- Biologinen yhteensopivuus: Lääketieteellistä silikonia käytetään implantteissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa.
- Lämmön ja kemikaalien kestävyys: Silikoni säilyy vakaana myös äärimmäisissä olosuhteissa, joten se on turvallinen.
- Säädösten noudattaminen: Varmista, että käyttämäsi silikoni täyttää kaikki turvallisuusvaatimukset.
Voisit siirtyä onko silikoni turvallista sivulla lisätietoja TPU-materiaalista.
TPE:n ja silikonin välinen ero
Seuraavassa on joitakin merkittäviä eroja TPE:n ja silikonin välillä.
1. Lämpötilan kestävyys
Lämpötilankestävyys on yksi TPE:n ja silikonin tärkeimmistä eroista. Silikonilla ei ole sulamispistettä ja sillä on vahva lämmönkestävyys. Sen mekaaniset ominaisuudet eivät heikkene 200-450 °C:n lämpötiloissa.
TPE-muovi sulaa 260 ja 320 °C:n välillä. Sen lämmönkestävyys on heikompi. Tämän vuoksi TPE-materiaali soveltuu käyttötarkoituksiin, joissa vaaditaan kierrätettävyyttä ja joustavuutta. Ne soveltuvat parhaiten kulutustavaroihin, autonosiin ja lääkinnällisiin laitteisiin.
2. Kemiallinen kestävyys
Silikonin ja TPE-muovin kemiallinen kestävyys on toinen ero. Silikoni on läpäisemätön useimmille kemikaaleille, vedelle, hapettumiselle ja otsonille. Se ei kestä höyryä, emäksiä, happoja, trikloorieteeniä, hiilivetypolttoaineita tai aromaattisia hiilivetyjä. Tämän vuoksi silikoni soveltuu käyttötarkoituksiin, jotka edellyttävät korkeaa kemiallista stabiilisuutta, kuten eristyksiin, keittiötarvikkeisiin ja lääkinnällisiin laitteisiin. Vesi, öljyt, rasvat ja jotkin liuottimet kestävät TPE:tä. Vahvat hapot, emäkset ja hapettavat aineet eivät pysty rikkomaan sitä. Tämän vuoksi TPE soveltuu tuotteisiin, jotka tarvitsevat vaatimatonta kemiallista kestävyyttä.
3. Kierrätettävyys
. Koska silikoni vaatii korkeita lämpötiloja ja erityisiä katalyyttejä hajottaakseen sidoksiaan, se ei ole helposti kierrätettävissä. Tämän vuoksi silikoni on kalliimpaa hävittää ja vähemmän ympäristöystävällistä. TPE-muovia voidaan sulattaa ja muovata useita kertoja ilman, että sen laatu heikkenee. Näin ollen se on helposti kierrätettävissä. Tämän vuoksi TPE-muovin uudelleenkäyttö on edullisempaa ja ympäristöystävällisempää.
4. Käsittelymenetelmä
Neljäs ero on silikoni- ja TPE-materiaalien käsittelymenetelmissä. Silikonin käsittelyprosesseihin kuuluvat nestepuristusvalu, puristusvalu, ekstruusio ja ruiskuvaluprosessit. Tämän vuoksi silikonin käsittelystä tulee kalliimpaa ja vaikeampaa. TPE:tä on kuitenkin helppo käsitellä.
5. Värit
Sekä silikonikumi että TPE tarjoavat täyden värivalikoiman. Silikonikumi on tyypillisesti läpikuultavaa, kun sitä käytetään raaka-aineena. Valmistusprosessin sekoitusvaiheessa käytettävät väriaineet voivat tuottaa värisävyjä. Ne voivat olla läpinäkymättömiä, läpikuultavia tai läpinäkyviä. TPE:llä voi kuitenkin helposti tuottaa laajan värivalikoiman.
6. Monimutkainen geometria
Silikonikumi täyttää erittäin pitkät, ohuet alueet muotissa helposti ja valuu muotteihin, joiden seinämäpaksuudet vaihtelevat. muottiin täydellisen täytön takaamiseksi. TPE-muoviosia kehitettäessä on parempi pyöristää kaikki terävät kulmat säteittäisesti ja säilyttää osan seinämäpaksuus mahdollisimman tasaisena.
7. Päällystäminen
Koska silikonikumi kovettuu korkeissa lämpötiloissa. Se vähentää alustan sulamisen tai muodonmuutosten mahdollisuutta. Oikein valittuna ylivaletut kestomuovipolymeerit (TPE) muodostavat yhtenäisen ja vahvan yhteyden kestomuoviseen alustaan ilman pohjamaaleja tai liimoja.
8. UV-kestävyys
Läpinäkyvä tuote, joka on kellastunut UV-steriloinnin seurauksena, voi silti toimia moitteettomasti. Silti monet ihmiset pitävät sitä huolestuttavana. Koska silikonikumi kestää luonnostaan UV-valoa, se ei heikkene auringossa. Tyypillisesti nämä stabilointiaineet toimivat keräämällä valikoivasti UV-säteitä. Sitten luovuttavat energian matalalämpötilaisena lämpönä.
Lyhyesti sanottuna seuraavassa taulukossa on yhteenveto TPE:n ja silikonin välisistä suurimmista eroista.
| Ominaisuus | TPE (termoplastinen elastomeeri) | Silikoni |
| Materiaalin tyyppi | Se on kumin ja muovin sekoitus | Se on eräänlainen synteettinen polymeeri |
| Tekstuuri | TPE on usein pehmeämpää ja joustavampaa | Kiinteämpi ja entistä joustavampi. |
| Kestävyys | Se on vähemmän kestävä ja repeää helposti, | Se on kestävämpi ja kestää paremmin repeytymistä. |
| Lämmönkestävyys | Sen lämmönkestävyys on alhaisempi. Joten se voi sulaa | Tarjoaa korkean lämmönkestävyyden |
| Puhdistus | Paljon helpompi puhdistaa ja sisältää vähemmän huokosia. | Se vaatii enemmän hoitoa ja siinä on enemmän huokosia. |
| Elinkaari | Lyhyempi elinikä. Se voi siis hajota ajan myötä. | Pidempi käyttöikä ja entistä vakaampi. |
| Kustannukset | Yleensä halvempi kuin muut | Kalliimpi kuin TPE |
| Hypoallergeeninen | On epätodennäköisempää, että ne ovat hypoallergeenisia. | Yleensä hypoallergeeninen |
| Paino | Kevyempi paino | Painavampi |
| Värivaihtoehdot | Rajoitettu saatavuus, mutta voi haalistua | Saatavana useissa eri väreissä ja värinpitävänä. |
| Käyttötapaukset | Niitä käytetään moniin tarkoituksiin lelujen, tiivisteiden ja kahvojen valmistuksessa. | Käytetään paljon lääketieteellisiin, kulinaarisiin ja korkean lämpötilan sovelluksiin. |
Päätelmä
Yhteenvetona voidaan todeta, että silikonin ja TPE:n ominaisuuksissa ja sovelluksissa on tiettyjä yhtäläisyyksiä ja eroja. Vaikka silikoni kestää hyvin lämpöä ja kemikaaleja, sen kierrättäminen vaatii monimutkaisia menettelyjä Voit valita kumman tahansa näistä kahdesta materiaalista vaatimusten ja tarpeiden mukaan. Yleensä TPE on joustavampi ja johtaa yksinkertaiseen käsittelyyn. se on kustannustehokas ratkaisu erilaisten tuotteiden valmistamiseen kohtuullisissa lämpötiloissa. Tämän lisäksi se on kierrätettävissä ja sopii hyvin kulutustavaroihin. Toisaalta silikonilla on korkea lämmönkestävyys ja kemiallinen vakaus. Siksi se voi kunnostautua korkeissa lämpötiloissa. Se on kuitenkin hieman kallista ja vähemmän joustavaa kuin TPE-materiaali.
Usein kysytyt kysymykset
Q1. Mitkä ovat TPE:n ja silikonin yhtäläisyydet?
TPE ja Silikoni ovat monin tavoin samankaltaisia, sillä ne ovat molemmat elastomeerejä. Molemmat tarjoavat kumimaisen joustavuuden, ja niillä on lukuisia sovelluksia erilaisten tuotteiden valmistuksessa. Lisäksi ne ovat kestävämpiä ja niitä voidaan räätälöidä erityisominaisuuksien mukaan. Näiden ominaisuuksien ansiosta ne eivät ole myrkyllisiä, joten niitä voidaan käyttää turvallisesti lääketieteellisissä ja elintarvikkeissa.
Q2. Mitkä ovat tärkeimmät erot TPE:n ja silikonin välillä?
Muutamia TPE:n ominaisuuksia ovat helppokäyttöisyys, joustavuus ja suhteellisen alhaiset kustannukset. Se ei kuitenkaan kestä korkeita lämpötiloja. Silikoni kestää lämpöä ja kemikaaleja, ja sitä käytetään korkeissa lämpötiloissa tai kovassa käytössä.
Q3. Soveltuvatko TPE ja silikoni lääketieteelliseen käyttöön?
Ehdottomasti kyllä, TPE käytetään joustavissa lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten katetreissa. Silikonia käytetään useimmiten sen korkean lämmönkestävyyden ja bioyhteensopivuuden vuoksi lääketeollisuuden keskeisissä sovelluksissa.