Gli elastomeri termoplastici (TPE) e il silicone sono entrambi elastomeri, cioè polimeri di materiale gommoso. Sono in grado di recuperare le loro forme originali dopo essere stati allungati a dismisura. In questo blog parleremo di cosa sono i materiali in silicone e TPE. Inoltre, faremo luce sulle principali differenze tra le proprietà e gli usi del TPE e del silicone.
Che cos'è il materiale TPE?
L'elastomero termoplastico è una sostanza flessibile e simile alla gomma con proprietà plastiche. Può essere prodotto con una serie di apparecchiature per la produzione di plastica, come lo stampaggio a iniezione, l'estrusione e il soffiaggio. Il materiale plastico TPE è un vero e proprio termoplastico che non richiede vulcanizzazione o indurimento. Gli elastomeri termoplastici sono ampiamente utilizzati nella vita quotidiana. Questi materiali si trovano in una varietà di prodotti, tra cui articoli di consumo, apparecchiature mediche, utensili elettrici, utensili da cucina, solette per scarpe e manopole per moto. I materiali TPE possono resistere a temperature elevate senza deformarsi o spaccarsi.
Gli elastomeri termoplastici sono resistenti allo strappo ma morbidi al tatto. Materiale TPE è utilizzato nelle impugnature, come quelle che si trovano comunemente nelle attrezzature per l'esercizio fisico. Il TPE è anche facilmente colorabile e si trova nei prodotti che ci circondano. Le morbide impugnature degli spazzolini da denti, i giocattoli da masticare per i cani e le maniglie degli attrezzi da giardino sono altri esempi di applicazioni del TPE. Ho avuto modo di Stampaggio a iniezione TPE per saperne di più sui pezzi stampati in TPE.
Cos'è il silicone?
Il silicone è una vasta categoria di fluidi, resine ed elastomeri. I siliconi hanno una formula generale di (R2SiO)x. Qui, R può rappresentare uno qualsiasi di diversi gruppi organici. Le loro caratteristiche distintive includono inerzia chimica, resistenza all'acqua e all'ossidazione. Inoltre, sono stabili sia ad alte che a basse temperature. Inoltre, hanno un insieme diversificato di applicazioni commerciali. Vai a Stampaggio a iniezione di silicone E il silicone è sicuro? pagina per saperne di più.
Composizione della plastica TPE
La plastica TPE o gomma termoplastica è un copolimero o una miscela di polimeri che presenta principalmente le proprietà della gomma con la lavorabilità termica della plastica. La composizione comprende solitamente:
- Componente elastomerico: Si tratta di un tipo di rete che offre flessibilità ed elasticità a una rete o a un sistema.
- Componente termoplastico: Permette di forgiare e riforgiare, fondere e rifondere.
Il rapporto tra questi può essere regolato e gli elastomeri più comuni utilizzati nei TPE sono i copolimeri a blocchi di stirene (SBC), le olefine termoplastiche (TPO), i vulcanizzati termoplastici (TPV) e i poliuretani termoplastici (TPU).
Composizione del silicone
Il silicone è un polimero sintetico composto da silicio, ossigeno, carbonio e idrogeno con piccole proporzioni di altri elementi. Questi elementi possono includere calcio, titanio o alluminio. La sua composizione include:
- Struttura portante in silossano: Catene di atomi di silicio legate a loro volta ad atomi di ossigeno.
- Gruppi laterali organici: Legato agli atomi di silicio, a seconda del tipo effettivo di silicone, che può essere metilico, fenilico e altri.
Quali sono le prestazioni del prodotto TPE e silicone?
I TPE e i siliconi sono due polimeri e ognuno di essi ha le sue proprietà e i tipi di polimero da utilizzare a seconda delle prestazioni, del prezzo e delle leggi. Ecco quindi l'analisi delle prestazioni dei prodotti TPE e silicone.
1. Elastomero termoplastico TPE:
- Flessibilità: Materiale fine, estremamente flessibile e molto morbido.
- Elasticità: Molto flessibile, riacquista la forma originale dopo essere stato piegato o durante la flessione.
- Lavorabilità: Non biodegradabili, facili da modellare e riciclare, più economici del metallo e del vetro e si completano perfettamente a vicenda poiché sono entrambi associati alla plastica pro-plastica.
- Adesione: Può interagire facilmente con altri materiali termoplastici e creare un buon legame.
- Durata: Un po' più basso, ma comunque più alto rispetto al non silicone.
2. Silicone
- Resistenza al calore: Resistente alle alte temperature e non soggetto ad alcun tipo di degradazione.
- Elasticità: Rimane flessibile sia ad alte che a basse temperature, pertanto è opportuno utilizzare materiali più elastici.
- Resistenza chimica: Non si sciolgono in acqua, oli e molti prodotti chimici e sono anche impermeabili.
- Biocompatibilità: Adatto all'uso in medicina e in cucina.
- Durata: Molto durevole e duraturo.
Proprietà di entrambi i materiali, TPE e silicone
| Proprietà | TPE (elastomero termoplastico) | Silicone |
| Flessibilità | Molto flessibile | Flessibile ma più fermo |
| Elasticità | Eccellente | Eccellente |
| Resistenza al calore | Fino a 120°C | Fino a 250°C o superiore |
| Punto di fusione | da 170°C a 260°C | Non ha un vero punto di fusione, rimane stabile fino a 250°C o superiore |
| Resistenza chimica | Moderare | Eccellente |
| Resistenza ai raggi UV | Moderare | Eccellente |
| Durata | Buono ma meno del silicone | Molto alto |
| Biocompatibilità | Varia a seconda del tipo | Generalmente alto |
| Elaborazione | Facile da lavorare e riciclare | Elaborazione più complessa |
| Costo | Generalmente più basso | Più alto |
| Resistenza alla trazione | 5-30 MPa | 5-11 MPa |
| Allungamento a rottura | 200-800% | 100-900% |
| Durezza (Shore A) | 20-90 | 10-90 |
| Resistenza all'acqua | Da moderato ad alto | Alto |
Quando utilizzare il materiale palstico TPE?
Utilizzare il materiale TPE quando;
- Il costo è un fattore importante.
- La resistenza alla temperatura è moderata per la maggior parte dei prodotti.
- Sono richiesti un processo semplice e riciclabile.
- Il prodotto richiede materiale morbido e flessibile;
Quando usare il silicone?
Utilizzare il silicone quando;
- È necessaria la resistenza alle alte temperature.
- È fondamentale una buona resistenza chimica e ai raggi UV.
- È necessario raggiungere stabilità e sicurezza a lungo termine.
- Il prodotto in esame è particolarmente adatto all'uso in ambito medico o alimentare.
Come scegliere i migliori materiali TPE?
Ecco alcuni modi che ti aiuteranno a scegliere il materiale TPE giusto;
- Requisiti per l'applicazione: Scopri i requisiti strategici dell'applicazione che hai in mente (ad esempio flessibilità, durezza e resistenza alla temperatura).
- Proprietà meccaniche: È necessario testare la resistenza alla trazione, l'allungamento e la resistenza allo strappo.
- Resistenza ambientale: Bisogna sempre considerare fattori quali la resistenza ai raggi UV, alle sostanze chimiche e al calore.
- Conformità normativa: Facilitare la conformità con gli standard correlati (ad esempio FDA o REACH).
- Metodo di elaborazione: Adatta il TPE al tuo processo di produzione (ad esempio stampaggio a iniezione, estrusione).
Come scegliere i migliori materiali in silicone?
I seguenti fattori ti aiuteranno a capire come scegliere il miglior materiale in silicone.
- Intervallo di temperatura: Scegliere un silicone adatto ai diversi intervalli di temperatura nelle diverse applicazioni.
- Esposizione chimica: Considerate la resistenza del silicone a diverse sostanze chimiche.
- Proprietà meccaniche: Determinare la durezza, la resistenza alla trazione e l'allungamento %.
- Requisiti normativi: Assicuratevi che il silicone soddisfi determinati requisiti, ad esempio silicone di grado medico o silicone di grado alimentare.
- Proprietà speciali: Cerca l'isolamento elettrico e la trasparenza del silicio. Oltre a questo, controlla anche la stabilità del colore.
L'elastomero termoplastico (TPE) è sicuro da usare?
Il TPE è considerato un materiale sicuro nella misura in cui non deve essere sottoposto a condizioni difficili che potrebbero danneggiare la matrice polimerica. Le considerazioni sulla sicurezza includono:
- Biocompatibilità: I TPE sono sicuri e adatti anche per applicazioni mediche e a contatto con gli alimenti
- Non tossicità: La non tossicità è la caratteristica generale della maggior parte dei TPE. Tuttavia, potrebbero essere inclusi alcuni additivi pericolosi.
- Conformità normativa: Assicurarsi che i TEP rispettino tutti gli standard di conformità e le normative.
Potresti trasferirti a il TPE è sicuro? per saperne di più sul materiale TPE.
Il silicone è sicuro da usare?
Il silicone è generalmente sicuro per diversi usi in applicazioni mediche e alimentari. Le caratteristiche di sicurezza includono:
- Non reattivo e inerte: Questo materiale non ha problemi di compatibilità chimica. Non interagisce chimicamente con la maggior parte delle sostanze con cui entra in contatto. Entra direttamente in contatto con il cibo e la pelle.
- Biocompatibilità: Il silicone medicale viene utilizzato negli impianti e nelle applicazioni mediche.
- Resistenza al calore e agli agenti chimici: In condizioni estreme, il silicone mantiene la sua stabilità ed è quindi considerato sicuro.
- Conformità normativa: Assicuratevi che il silicone utilizzato rispetti tutti i requisiti di sicurezza.
Potresti trasferirti a il silicone è sicuro? pagina per saperne di più sul materiale TPU.
Differenza tra TPE e silicone
Ecco alcune delle principali differenze tra TPE e silicone.
1. Resistenza alla temperatura
La resistenza alla temperatura è una delle principali distinzioni tra TPE e silicone. Il silicone non ha punto di fusione e ha una forte resistenza al calore. Le sue qualità meccaniche non si degradano a temperature comprese tra 200 e 450 °C.
La plastica TPE fonde tra 260 e 320°C. La resistenza al calore è più scarsa. Per questo motivo, il materiale TPE è adatto per usi che richiedono riciclabilità e flessibilità. Sono i migliori per i beni di consumo, le parti automobilistiche e le attrezzature mediche.
2. Resistenza chimica
Un'altra differenza è la resistenza chimica del silicone e della plastica TPE. Il silicone è impermeabile alla maggior parte delle sostanze chimiche, all'acqua, all'ossidazione e all'ozono. Non resiste al vapore, agli alcali, agli acidi, al tricloroetilene, ai carburanti idrocarburici e agli idrocarburi aromatici. Per questo motivo, il silicone è adatto per gli usi che richiedono un alto grado di stabilità chimica, come l'isolamento, gli utensili da cucina e i dispositivi medici. Acqua, oli, grassi e alcuni solventi sono resistenti al TPE. Acidi, basi e agenti ossidanti forti non possono romperlo. Per questo motivo, il TPE è adatto a prodotti che richiedono un livello modesto di stabilità chimica.
3. Riciclabilità
. Poiché il silicone richiede temperature elevate e catalizzatori specifici per rompere i suoi legami, non è facilmente riciclabile. Di conseguenza, il silicone è più costoso da smaltire e meno rispettoso dell'ambiente. La plastica TPE può essere fusa e riformata più volte senza perdere la sua qualità. Pertanto, è facilmente riciclabile. Per questo motivo, il riutilizzo del materiale plastico TPE è meno costoso e più vantaggioso per l'ambiente.
4. Modalità di elaborazione
La quarta differenza risiede nei metodi di lavorazione del silicone e dei materiali TPE. I processi di lavorazione del silicone comprendono lo stampaggio a iniezione di liquidi, lo stampaggio a compressione, l'estrusione e lo stampaggio a iniezione. Per questo motivo, la lavorazione del silicone diventa più costosa e difficile. Il TPE, invece, è facile da lavorare.
5. Colori
Sia la gomma siliconica che i TPE offrono una selezione di colori a spettro completo. La gomma siliconica è solitamente traslucida quando viene utilizzata come materia prima. I coloranti utilizzati durante la fase di miscelazione del processo di produzione possono produrre tonalità. Possono essere opachi, traslucidi o trasparenti. Ma puoi facilmente generare un'ampia gamma di colori con il TPE.
6. Geometria complessa
La gomma siliconica riempie facilmente aree estremamente lunghe e sottili di uno stampo e scorre in stampi con una gamma di spessori di parete. nello stampo per garantire il riempimento completo. Quando si sviluppano parti in plastica TPE, è preferibile arrotondare tutti gli spigoli vivi e mantenere lo spessore della parete della parte il più uniforme possibile.
7. Sovrastampaggio
Poiché la gomma siliconica polimerizza ad alte temperature, riduce la possibilità che il substrato si fonda o si deformi. I polimeri termoplastici sovrastampati (TPE), se scelti correttamente, produrranno una connessione coesiva e forte con il substrato termoplastico senza l'uso di primer o adesivi.
8. Resistenza ai raggi UV
Un oggetto trasparente ingiallito a causa della sterilizzazione UV può ancora funzionare perfettamente. Tuttavia, molte persone lo troveranno inquietante. Poiché la gomma siliconica è naturalmente resistente ai raggi UV, non si deteriora al sole. In genere, questi stabilizzatori funzionano raccogliendo selettivamente i raggi UV. Quindi rilasciano l'energia sotto forma di calore a bassa temperatura.
Quindi, in breve, la tabella seguente riassumerà le principali differenze tra TPE e silicone.
| Caratteristica | TPE (elastomero termoplastico) | Silicone |
| Tipo di materiale | È una miscela di gomma e plastica | È un tipo di polimero sintetico |
| Struttura | Il TPE è spesso più morbido e flessibile | Più sodo e ancora più elastico. |
| Durata | È meno durevole e può rompersi facilmente, | È più durevole e ha una maggiore resistenza allo strappo |
| Resistenza al calore | Offre una minore resistenza al calore. Quindi, può sciogliersi | Offre un'elevata resistenza al calore |
| Pulizia | Molto più semplice da pulire e con meno pori. | Richiede più cure e ha più pori. |
| Durata | Una durata di vita più breve. Quindi, può degradarsi nel tempo. | Maggiore durata e ancora più stabilità. |
| Costo | Generalmente più economico di altri | Più costoso del TPE |
| Ipoallergenico | Meno probabilità di essere ipoallergenico | Generalmente ipoallergenico |
| Peso | Più leggero | Più pesante di peso |
| Opzioni colore | Disponibilità limitata, ma può svanire | Disponibile in un'ampia gamma di colori e resistenti allo scolorimento. |
| Casi d'uso | Trovano numerose applicazioni nella realizzazione di giocattoli, guarnizioni e impugnature. | Ampiamente utilizzato per applicazioni mediche, culinarie e ad alte temperature. |
Conclusione
In conclusione, esistono alcuni parallelismi e variazioni tra le proprietà e le applicazioni del silicone e del TPE. Sebbene il silicone sia altamente resistente al calore e agli agenti chimici, il suo riciclaggio richiede procedure complicate È possibile scegliere uno dei due materiali in base alle proprie esigenze e necessità. In generale, il TPE è più flessibile e consente una lavorazione semplice. è una soluzione economica per la realizzazione di diversi prodotti a temperature moderate. Inoltre, è riciclabile e si adatta bene ai beni di consumo. Il silicone, invece, ha un'elevata resistenza al calore e stabilità chimica. Per questo motivo, può eccellere in condizioni di alta temperatura. Tuttavia, è un po' più costoso e meno flessibile rispetto al materiale TPE.
Domande frequenti
D1. Quali sono le somiglianze tra TPE e silicone?
TPE e Silicone sono simili in molti modi, ad esempio, sono entrambi elastomeri. Entrambi offrono una flessibilità simile alla gomma e hanno numerose applicazioni nella realizzazione di prodotti diversi. Inoltre, sono più durevoli e possono essere personalizzati per proprietà specifiche. Queste proprietà li rendono non tossici per un uso sicuro in prodotti medici e alimentari.
D2. Quali sono le principali differenze tra TPE e silicone?
Alcune proprietà del TPE sono la facilità di lavorazione, la flessibilità e il costo relativamente basso. Tuttavia, non può sopportare alte temperature. Il silicone è resistente al calore e alle sostanze chimiche e viene utilizzato per alte temperature o per un uso intensivo.
D3. Il TPE e il silicone sono adatti all'uso medico?
Assolutamente sì, TPE è utilizzato in applicazioni mediche flessibili, come i cateteri. Il silicone è utilizzato principalmente per la sua elevata stabilità al calore e biocompatibilità per applicazioni fondamentali nel settore medico.