Les élastomères thermoplastiques (TPE) et le silicone sont tous deux des élastomères, c'est-à-dire des polymères de matière caoutchouteuse. Ils peuvent reprendre leur forme initiale après avoir été étirés à l'extrême. Dans ce blog, nous verrons ce que sont les matériaux en silicone et en TPE. En outre, nous mettrons en lumière les principales différences entre les propriétés et les utilisations du TPE et du silicone.
Qu'est-ce que le matériau TPE ?
Un élastomère thermoplastique est une substance souple et caoutchouteuse aux propriétés similaires à celles du plastique. Il peut être produit à l'aide d'une gamme d'équipements de production de plastique tels que le moulage par injection, l'extrusion et le moulage par soufflage. Le matériau plastique TPE est un véritable thermoplastique qui ne nécessite pas de vulcanisation ou de durcissement. Les élastomères thermoplastiques sont largement utilisés dans la vie quotidienne. On trouve ces matériaux dans une variété de produits, notamment des articles de consommation, des équipements médicaux, des outils électriques, des ustensiles de cuisine, des semelles de chaussures et des poignées de moto. Les matériaux TPE peuvent résister à des températures élevées sans se déformer ni se fendre.
Les élastomères thermoplastiques sont résistants à la déchirure tout en étant doux au toucher. Matériau TPE est utilisé dans les poignées telles que celles que l'on trouve couramment dans les équipements d'exercice. Le TPE est également facilement colorable et peut être trouvé dans des produits qui nous entourent. Les poignées souples des brosses à dents, les jouets à mâcher pour chiens et les poignées des outils de jardinage sont d'autres exemples d'applications du TPE. Je m'en vais... Moulage par injection de TPE pour en savoir plus sur les pièces moulées en TPE.
Qu'est-ce que le silicone ?
La silicone est une vaste catégorie de fluides, de résines et d'élastomères. Les silicones ont une formule générale de (R2SiO)x. Ici, R peut représenter n'importe lequel de plusieurs groupes organiques. Les silicones se distinguent par leur inertie chimique, leur résistance à l'eau et à l'oxydation. En outre, ils sont stables à la fois à haute et à basse température. Ils ont également un grand nombre d'applications commerciales. Aller à Moulage par injection de silicone et Le silicone est-il sans danger ? page pour en savoir plus.
Composition du plastique TPE
Le plastique TPE ou caoutchouc thermoplastique est un copolymère ou un mélange de polymères qui possède principalement les propriétés du caoutchouc et l'aptitude au traitement thermique des plastiques. La composition comprend généralement
- Composant élastomère : Il s'agit d'un type de réseau qui offre flexibilité et élasticité à un réseau ou à un système.
- Composant thermoplastique : Permet de forger et de reforger, de couler et de re-couler.
Le ratio de ces éléments peut être ajusté, et les élastomères couramment utilisés dans les TPE sont les copolymères bloc styrène (SBC), les oléfines thermoplastiques (TPO), les vulcanisats thermoplastiques (TPV) et les polyuréthanes thermoplastiques (TPU).
Composition de la silicone
La silicone est un polymère synthétique composé de silicium, d'oxygène, de carbone et d'hydrogène avec des proportions mineures d'autres éléments. Ces éléments peuvent être le calcium, le titane ou l'aluminium. Sa composition comprend
- Dorsale en siloxane : Chaînes d'atomes de silicium liés à leur tour à des atomes d'oxygène.
- Groupes latéraux organiques : Liés aux atomes de silicium, en fonction du type de silicone, qui peut être du méthyle, du phényle, etc.
Quelles sont les performances des produits TPE et Silicone ?
Le TPE et le silicone sont deux polymères qui ont chacun leurs propriétés et les types de polymères à utiliser en fonction des performances, du prix et des lois. Voici donc l'analyse des performances des produits TPE et silicone.
1. Elastomère thermoplastique TPE :
- Flexibilité: Matériau fin, extrêmement souple, très doux.
- Élasticité: Très flexible, il reprend sa forme initiale après avoir été plié ou lors d'une flexion.
- Possibilité de traitement : Non biodégradables, faciles à mouler et à recycler, moins chers que le métal et le verre, ils se complètent parfaitement puisqu'ils sont tous deux associés aux pro-plastiques.
- Adhésion : Il peut facilement interagir avec d'autres thermoplastiques et créer une bonne liaison.
- Durabilité: Un peu plus bas, mais toujours plus élevé que les produits sans silicone.
2. Silicone
- Résistance à la chaleur : Résistant aux températures élevées et ne subissant aucune dégradation.
- Élasticité: Reste souple à haute et basse température, il convient donc d'utiliser des matériaux plus élastiques.
- Résistance chimique : Ils ne se dissolvent pas dans l'eau, les huiles et de nombreux produits chimiques, et sont également imperméables.
- Biocompatibilité : Stable pour une utilisation en médecine et en cuisine.
- Durabilité: Très résistant et durable.
Propriétés des matériaux TPE et des matériaux en silicone
| Propriétés | TPE (élastomère thermoplastique) | Silicone |
| Flexibilité | Très flexible | Souple mais plus ferme |
| Élasticité | Excellent | Excellent |
| Résistance à la chaleur | Jusqu'à 120°C | Jusqu'à 250°C ou plus |
| Point de fusion | 170°C à 260°C | N'a pas de véritable point de fusion, reste stable jusqu'à 250°C ou plus. |
| Résistance chimique | Modéré | Excellent |
| Résistance aux UV | Modéré | Excellent |
| Durabilité | Bon mais moins que le silicone | Très élevé |
| Biocompatibilité | Il varie selon le type | Généralement élevé |
| Traitement | Facile à traiter et à recycler | Traitement plus complexe |
| Coût | Généralement plus faible | Plus haut |
| Résistance à la traction | 5-30 MPa | 5-11 MPa |
| Allongement à la rupture | 200-800% | 100-900% |
| Dureté (Shore A) | 20-90 | 10-90 |
| Résistance à l'eau | Modéré à élevé | Haut |
Quand utiliser le matériau palstique TPE ?
Utiliser le matériau TPE dans les cas suivants
- Le coût est un facteur important.
- La résistance à la température est modérée pour la plupart des produits.
- Le processus doit être simple et recyclable.
- Le produit nécessite un matériau souple et flexible ;
Quand utiliser la silicone ?
Utiliser le silicone lorsque ;
- La résistance aux hautes températures est nécessaire.
- Une bonne résistance aux produits chimiques et aux UV est essentielle.
- La stabilité et la sécurité à long terme doivent être assurées.
- Le produit considéré est le mieux adapté pour être utilisé en tant que produit médical ou alimentaire.
Comment choisir les meilleurs matériaux TPE ?
Voici quelques conseils pour vous aider à choisir le bon matériau TPE ;
- Conditions de candidature : Renseignez-vous sur les exigences stratégiques de l'application que vous envisagez (par exemple, flexibilité, dureté et résistance à la température).
- Propriétés mécaniques : La résistance à la traction, l'élongation et la résistance à la déchirure doivent être testées.
- Résistance à l'environnement : Tenez toujours compte de facteurs tels que la résistance aux UV, aux produits chimiques et à la chaleur.
- Conformité réglementaire : Faciliter le respect des normes connexes (par exemple, celles de la FDA ou de REACH).
- Méthode de traitement : Adaptez le TPE à votre processus de fabrication (par exemple, moulage par injection, extrusion).
Comment choisir les meilleurs matériaux en silicone ?
Les facteurs suivants vous aideront à comprendre comment choisir le meilleur matériau en silicone.
- Plage de température : Choisissez un silicone adapté aux différentes plages de températures dans les différentes applications.
- Exposition chimique : Tenez compte de la résistance du silicone à différents produits chimiques.
- Propriétés mécaniques : Déterminer la dureté, la résistance à la traction et l'allongement %.
- Exigences réglementaires : Veillez à ce que le silicone réponde à certaines exigences, telles que le silicone de qualité médicale ou le silicone de qualité alimentaire.
- Propriétés particulières : Vérifiez l'isolation électrique et la transparence du silicium. En outre, vérifiez également la stabilité de la couleur.
L'élastomère thermoplastique (TPE) est-il sûr à utiliser ?
Le TPE est considéré comme un matériau sûr dans la mesure où il ne doit pas être soumis à des conditions difficiles susceptibles d'endommager la matrice polymère. Les considérations de sécurité sont les suivantes :
- Biocompatibilité : Les TPE sont sûrs et même adaptés aux applications médicales et alimentaires.
- Non-toxicité : La non-toxicité est la caractéristique générale de la plupart des TPE. Toutefois, certains additifs dangereux peuvent être inclus.
- Conformité réglementaire : Veiller à ce que les PET respectent toutes les normes de conformité et de réglementation.
Vous pouvez vous rendre à Le TPE est-il sûr ? pour en savoir plus sur le matériau TPE.
Le silicone est-il sans danger ?
La silicone est généralement sûre pour différentes utilisations dans les applications médicales et alimentaires. Les caractéristiques de sécurité sont les suivantes :
- Non réactif et inerte : Ce matériau ne présente aucun problème de compatibilité chimique. Il n'interagit pas chimiquement avec la plupart des substances qui entrent en contact avec lui. Il entre donc directement en contact avec les aliments et la peau.
- Biocompatibilité : Le silicone médical est utilisé dans les implants et les applications médicales.
- Résistance à la chaleur et aux produits chimiques : Dans des conditions extrêmes, le silicone conserve sa stabilité, ce qui le rend sûr.
- Conformité réglementaire : Assurez-vous que le silicone que vous utilisez répond à toutes les exigences de sécurité.
Vous pouvez vous rendre à Le silicone est-il sans danger ? pour en savoir plus sur le matériau TPU.
Différence entre TPE et silicone
Voici les principales différences entre le TPE et le silicone.
1. Résistance à la température
La résistance à la température est l'une des principales distinctions entre le TPE et le silicone. Le silicone n'a pas de point de fusion et présente une forte résistance à la chaleur. Ses qualités mécaniques ne se dégradent pas à des températures comprises entre 200 et 450°C.
Le plastique TPE fond entre 260 et 320°C. Sa résistance à la chaleur est moins bonne. Pour cette raison, le matériau TPE convient aux utilisations qui requièrent recyclabilité et flexibilité. Ils conviennent mieux aux biens de consommation, aux pièces automobiles et aux équipements médicaux.
2. Résistance aux produits chimiques
La résistance chimique du silicone et du plastique TPE constitue une autre différence. Le silicone est imperméable à la majorité des produits chimiques, à l'eau, à l'oxydation et à l'ozone. Il ne résiste pas à la vapeur, aux alcalis, aux acides, au trichloréthylène, aux hydrocarbures ou aux hydrocarbures aromatiques. Pour cette raison, le silicone convient aux utilisations nécessitant un haut degré de stabilité chimique, comme l'isolation, les ustensiles de cuisine et les appareils médicaux. L'eau, les huiles, les graisses et certains solvants résistent tous au TPE. Les acides forts, les bases et les agents oxydants ne peuvent pas le briser. C'est pourquoi le TPE convient aux produits qui nécessitent un niveau modeste de stabilité chimique.
3. Recyclabilité
. Comme le silicone a besoin de températures élevées et de catalyseurs spécifiques pour briser ses liaisons, il n'est pas facilement recyclable. Par conséquent, l'élimination du silicone est plus coûteuse et moins respectueuse de l'environnement. Le plastique TPE peut être fondu et reformé plusieurs fois sans perdre sa qualité. Il est donc facilement recyclable. C'est pourquoi la réutilisation du plastique TPE est moins coûteuse et plus respectueuse de l'environnement.
4. Méthode de traitement
La quatrième différence réside dans les méthodes de traitement du silicone et du TPE. Les procédés de traitement du silicone comprennent le moulage par injection de liquide, le moulage par compression, l'extrusion et le moulage par injection. De ce fait, la transformation du silicone devient plus coûteuse et plus difficile. En revanche, le TPE est facile à traiter.
5. Les couleurs
Les caoutchoucs de silicone et les TPE offrent tous deux une gamme complète de couleurs. Le caoutchouc de silicone est généralement translucide lorsqu'il est utilisé comme matière première. Les colorants utilisés au cours de l'étape de mélange du processus de fabrication peuvent produire des teintes. Elles peuvent être opaques, translucides ou transparentes. Mais vous pouvez facilement générer une large gamme de couleurs avec le TPE.
6. Géométrie complexe
Le caoutchouc silicone remplit facilement les zones extrêmement longues et minces d'un moule et s'écoule dans des moules dont l'épaisseur de paroi est variable. Lors du développement de pièces en plastique TPE, il est préférable d'arrondir tous les angles vifs et de maintenir une épaisseur de paroi aussi uniforme que possible.
7. Surmoulage
Le caoutchouc de silicone durcissant à des températures élevées, il réduit le risque de fusion ou de déformation du substrat. Il réduit le risque de fonte ou de déformation du substrat. Les polymères thermoplastiques (TPE) surmoulés, lorsqu'ils sont choisis correctement, produisent une connexion cohésive et solide avec le substrat thermoplastique sans l'utilisation d'apprêts ou d'adhésifs.
8. Résistance aux UV
Un objet transparent qui a jauni à cause de la stérilisation aux UV peut encore fonctionner parfaitement. Cependant, de nombreuses personnes le trouveront troublant. Le caoutchouc de silicone étant naturellement résistant aux UV, il ne se détériorera pas au soleil. En général, ces stabilisateurs fonctionnent en captant sélectivement les rayons UV. Ils libèrent ensuite l'énergie sous forme de chaleur à basse température.
En résumé, le tableau suivant résume les principales différences entre le TPE et le silicone.
| Fonctionnalité | TPE (élastomère thermoplastique) | Silicone |
| Type de matériau | Il s'agit d'un mélange de caoutchouc et de plastique | Il s'agit d'une sorte de polymère synthétique |
| Texture | Le TPE est souvent plus souple et plus flexible | Plus ferme et encore plus élastique. |
| Durabilité | Il est moins durable et peut se déchirer facilement, | Il est plus durable et présente une plus grande résistance à la déchirure |
| Résistance à la chaleur | Il offre une plus faible résistance à la chaleur. Il peut donc fondre | Offre une grande résistance à la chaleur |
| Nettoyage | Il est beaucoup plus facile à nettoyer et contient moins de pores. | Il nécessite plus de soins et présente plus de pores. |
| Durée de vie | Une durée de vie plus courte. Il peut donc se dégrader avec le temps. | Durée de vie plus longue et encore plus stable. |
| Coût | Généralement moins cher que les autres | Plus cher que le TPE |
| Hypoallergénique | Moins susceptibles d'être hypoallergéniques | Généralement hypoallergénique |
| Poids | Plus léger | Poids plus élevé |
| Options de couleur | Disponibilité limitée, mais peut s'estomper | Disponible dans une large gamme de couleurs et inaltérable. |
| Cas d'utilisation | Ils ont de nombreuses applications dans la fabrication de jouets, de joints et de poignées. | Très utilisé pour les applications médicales, culinaires et à haute température. |
Conclusion
En conclusion, il existe certains parallèles et certaines variations entre les propriétés et les applications du silicone et du TPE. Bien que le silicone soit très résistant à la chaleur et aux produits chimiques, son recyclage nécessite des procédures complexes. Vous pouvez choisir l'un ou l'autre des deux matériaux en fonction de vos exigences et de vos besoins. En général, le TPE est plus flexible et se prête à un traitement simple. C'est une solution rentable pour fabriquer différents produits à des températures modérées. En outre, il est recyclable et convient parfaitement aux biens de consommation. D'autre part, le silicone présente une résistance élevée à la chaleur et une grande stabilité chimique. C'est pourquoi il peut exceller dans des conditions de température élevée. Mais il est un peu plus cher et moins flexible que le TPE.
Questions fréquemment posées
Q1. Quelles sont les similitudes entre le TPE et le silicone ?
TPE et Silicone sont similaires à bien des égards : ce sont tous deux des élastomères. Ils offrent tous deux une flexibilité semblable à celle du caoutchouc et ont de nombreuses applications dans la fabrication de différents produits. En outre, ils sont plus durables et peuvent être personnalisés pour obtenir des propriétés spécifiques. Ces propriétés les rendent non toxiques, ce qui permet de les utiliser en toute sécurité dans les produits médicaux et alimentaires.
Q2. Quelles sont les principales différences entre le TPE et le silicone ?
Le TPE se caractérise par sa facilité de mise en œuvre, sa flexibilité et son coût relativement faible. Cependant, il ne supporte pas les températures élevées. Le silicone est résistant à la chaleur et aux produits chimiques et est utilisé pour les températures élevées ou les utilisations rigoureuses.
Q3. Le TPE et le silicone conviennent-ils à un usage médical ?
Oui, tout à fait, TPE est utilisé dans des applications médicales flexibles, telles que les cathéters. Le silicone est principalement utilisé en raison de sa grande stabilité à la chaleur et de sa biocompatibilité pour des applications de base dans l'industrie médicale.