TPE lub termoplastyczne elastomery i silikon są elastomerami, tzn. są polimerami gumowego materiału. Mogą odzyskać swoje pierwotne kształty po rozciągnięciu do dużych rozmiarów. W tym blogu omówimy, czym jest silikon i TPE. Ponadto rzucimy światło na główne różnice we właściwościach i zastosowaniach TPE i silikonu.

Czym jest TPE?

Elastomer termoplastyczny to elastyczna i gumopodobna substancja o właściwościach przypominających plastik. Może być wytwarzany przy użyciu różnych urządzeń do produkcji tworzyw sztucznych, takich jak formowanie wtryskowe, wytłaczanie i formowanie rozdmuchowe. TPE to prawdziwy termoplastyk, który nie wymaga wulkanizacji ani utwardzania. Elastomery termoplastyczne są szeroko stosowane w życiu codziennym. Materiały te można znaleźć w wielu produktach, w tym artykułach konsumenckich, sprzęcie medycznym, elektronarzędziach, naczyniach kuchennych, wkładkach do butów i uchwytach motocyklowych. TPE może wytrzymać ekstremalne temperatury bez odkształcania się lub pękania.

Elastomery termoplastyczne są odporne na rozdarcie, a jednocześnie miękkie w dotyku. TPE jest stosowane w uchwytach, takich jak te powszechnie spotykane w sprzęcie do ćwiczeń. TPE jest również łatwo barwiony i można go znaleźć w produktach wokół nas. Miękkie uchwyty szczoteczek do zębów, gryzaków dla psów i uchwyty narzędzi ogrodowych to kolejne przykłady zastosowań TPE. Formowanie wtryskowe TPE strona, aby dowiedzieć się więcej o TPE.

Czym jest silikon?

Silikon to szeroka kategoria płynów, żywic i elastomerów. Silikony mają ogólny wzór (R2SiO)x. Tutaj R może reprezentować dowolną z kilku grup organicznych. Ich wyróżniające cechy to obojętność chemiczna, odporność na wodę i utlenianie. Ponadto są stabilne zarówno w wysokich, jak i niskich temperaturach. Ponadto mają różnorodny zestaw zastosowań komercyjnych. Przejdź do Formowanie wtryskowe silikonu aby dowiedzieć się więcej.

Skład TPE

TPE lub guma termoplastyczna to kopolimer lub mieszanka polimerów, która ma głównie właściwości gumy z możliwością obróbki cieplnej tworzyw sztucznych. Skład zazwyczaj obejmuje:

• Składnik elastomerowy: Jest to typ sieci zapewniający elastyczność i sprężystość sieci lub systemowi.
• Składnik termoplastyczny: Pozwala na wykuwanie i przekuwanie, rzucanie i ponowne rzucanie zaklęć.

Proporcje tych składników można regulować, a powszechnie stosowanymi elastomerami w TPE są kopolimery blokowe styrenu (SBC), olefiny termoplastyczne (TPO), wulkanizaty termoplastyczne (TPV) i poliuretany termoplastyczne (TPU).

Skład silikonu

Silikon to syntetyczny polimer składający się z krzemu, tlenu, węgla i wodoru z niewielkimi proporcjami innych pierwiastków. Pierwiastki te mogą obejmować wapń, tytan lub aluminium. Jego skład obejmuje:

• Szkielet siloksanowy: Łańcuchy atomów krzemu połączone kolejno z atomami tlenu.
• Organiczne grupy boczne: Połączone z atomami krzemu, w zależności od rodzaju silikonu, który może być metylowy, fenylowy i inny.

Jakie są parametry produktu TPE i silikonu?

TPE i silikon to dwa polimery, z których każdy ma swoje właściwości i rodzaje polimerów do wykorzystania w zależności od wydajności, ceny i przepisów. Oto analiza wydajności produktu obu TPE i silikonu

1. Elastomer termoplastyczny TPE:

• Elastyczność: Materiał cienki, niezwykle elastyczny i bardzo miękki.
• Elastyczność: Bardzo elastyczny, powraca do pierwotnego kształtu po zgięciu lub zginaniu.
• Przetwarzalność: Nie ulegają biodegradacji, są łatwe do formowania i recyklingu, tańsze od metalu i szkła, a ponadto doskonale się uzupełniają, gdyż są kojarzone z tworzywami sztucznymi.
• Przyczepność: Może łatwo reagować z innymi tworzywami termoplastycznymi i tworzyć dobre wiązania.
• Trwałość: Nieco niższe, ale nadal wyższe niż w przypadku produktów bezsilikonowych.

2. Silikon

• Odporność na ciepło: Odporne na wysokie temperatury i niepodlegające żadnemu procesowi degradacji.
• Elastyczność: Zachowuje elastyczność w wysokich i niskich temperaturach, dlatego należy użyć materiału o większej elastyczności.
• Odporność chemiczna: Nie rozpuszczają się w wodzie, olejach i wielu substancjach chemicznych, są także wodoodporne.
• Biokompatybilność: Nadaje się do stosowania w medycynie i kuchni.
• Trwałość: Bardzo trwałe i długotrwałe.

Właściwości TPE i silikonu

 

Właściwości	TPE (elastomer termoplastyczny)	Silikon
Elastyczność	Bardzo elastyczny	Elastyczny, ale bardziej wytrzymały
Elastyczność	Doskonały	Doskonały
Odporność na ciepło	Do 120°C	Do 250°C i wyżej
Temperatura topnienia	170°C do 260°C	Nie posiada rzeczywistej temperatury topnienia, pozostaje stabilny do temperatury 250°C lub wyższej
Odporność chemiczna	Umiarkowany	Doskonały
Odporność na promieniowanie UV	Umiarkowany	Doskonały
Trwałość	Dobre, ale gorsze od silikonu	Bardzo wysoki
Biokompatybilność	Zależy od typu	Generalnie wysoki
Przetwarzanie	Łatwy w przetwarzaniu i recyklingu	Bardziej złożone przetwarzanie
Koszt	Generalnie niższy	Wyższy
Wytrzymałość na rozciąganie	5-30 MPa	5-11 MPa
Wydłużenie przy zerwaniu	200-800%	100-900%
Twardość (Shore A)	20-90	10-90
Odporność na wodę	Umiarkowany do wysokiego	Wysoki

Kiedy stosować TPE?

Używaj TPE, gdy:

• Koszt jest najważniejszym czynnikiem.
• Odporność większości produktów na temperaturę jest umiarkowana.
• Wymagany jest prosty proces i możliwość recyklingu.
• Produkt wymaga miękkiego i elastycznego materiału;

Kiedy stosować silikon?

Stosuj silikon, gdy:

• Konieczna jest odporność na wysoką temperaturę.
• Kluczowe znaczenie ma dobra odporność na działanie substancji chemicznych i promieniowanie UV.
• Należy osiągnąć długoterminową stabilność i bezpieczeństwo.
• Rozważany produkt najlepiej nadaje się do wykorzystania jako produkt medyczny lub spożywczy.

Jak wybrać najlepsze materiały TPE?

Oto kilka wskazówek, które pomogą Ci wybrać odpowiedni materiał TPE:

• Wymagania dotyczące aplikacji: Dowiedz się, jakie strategiczne wymagania ma zastosowanie, które masz na myśli (np. elastyczność, twardość i odporność na temperaturę).
• Właściwości mechaniczne: Należy sprawdzić wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i wytrzymałość na rozdarcie.
• Odporność na warunki środowiskowe: Zawsze bierz pod uwagę takie czynniki jak odporność na promieniowanie UV, chemikalia i ciepło.
• Zgodność z przepisami: Ułatwianie zgodności z odpowiednimi normami (np. FDA lub REACH).
• Metoda przetwarzania: Dopasuj TPE do swojego procesu produkcyjnego (na przykład formowania wtryskowego, wytłaczania).

Jak wybrać najlepsze materiały silikonowe?

Poniższe czynniki pomogą Ci zrozumieć, jak wybrać najlepszy materiał silikonowy.

• Zakres temperatur: Wybierz silikon odpowiedni do różnych zakresów temperatur w różnych zastosowaniach.
• Narażenie na działanie substancji chemicznych: Weź pod uwagę odporność silikonu na różne substancje chemiczne.
• Właściwości mechaniczne: Określ twardość, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie %.
• Wymagania regulacyjne: Upewnij się, że silikon spełnia określone wymagania, na przykład czy jest silikonem medycznym lub silikonem dopuszczonym do kontaktu z żywnością.
• Właściwości specjalne: Sprawdź izolację elektryczną i przezroczystość silikonu. Oprócz tego sprawdź również stabilność koloru.

Czy elastomer termoplastyczny (TPE) jest bezpieczny w użyciu?

TPE jest uważany za bezpieczny materiał, o ile nie będzie narażony na trudne warunki, które mogą uszkodzić matrycę polimerową. Zagadnienia bezpieczeństwa obejmują:

• Biokompatybilność: TPE są bezpieczne i nadają się nawet do zastosowań medycznych i w kontakcie z żywnością
• Nietoksyczność: Nietoksyczność jest ogólną cechą większości TPE. Mogą jednak zawierać pewne niebezpieczne dodatki.
• Zgodność z przepisami: Upewnij się, że TEP spełnia wszystkie standardy zgodności i regulacji.

Możesz się przeprowadzić czy TPE jest bezpieczne strona, na której dowiesz się więcej o materiale TPU.

Czy silikon jest bezpieczny w użyciu?

Silikon jest ogólnie bezpieczny do różnych zastosowań w medycynie i żywności. Funkcje bezpieczeństwa obejmują:

• Niereaktywne i obojętne: Materiał ten nie ma problemów z kompatybilnością chemiczną. Nie wchodzi w interakcje chemiczne z większością substancji, które wchodzą z nim w kontakt. Sprawia, że ma bezpośredni kontakt z żywnością i skórą.
• Biokompatybilność: Silikon medyczny jest używany w implantach i zastosowaniach medycznych.
• Odporność na ciepło i substancje chemiczne: W ekstremalnych warunkach silikon zachowuje stabilność, dlatego jest bezpieczny.
• Zgodność z przepisami: Upewnij się, że używany silikon spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa.

Możesz się przeprowadzić Czy silikon jest bezpieczny? strona, na której dowiesz się więcej o materiale TPU.

Różnica między TPE a silikonem

Oto kilka głównych różnic pomiędzy TPE i silikonem.

1. Odporność na temperaturę

Odporność na temperaturę jest jedną z kluczowych różnic między TPE a silikonem. Silikon nie ma temperatury topnienia i jest odporny na wysokie temperatury. Jego właściwości mechaniczne nie ulegają degradacji w temperaturach od 200 do 450°C.

TPE topi się w temperaturze od 260 do 320°C. Ma gorszą odporność na ciepło. Z tego powodu TPE nadaje się do zastosowań wymagających możliwości recyklingu i elastyczności. Najlepiej nadają się do dóbr konsumpcyjnych, części samochodowych i sprzętu medycznego.

2. Odporność chemiczna

Kolejną różnicą jest odporność chemiczna silikonu i TPE. Silikon jest nieprzepuszczalny dla większości chemikaliów, wody, utleniania i ozonu. Nie wytrzymuje pary, zasad, kwasów, trichloroetylenu, paliw węglowodorowych ani węglowodorów aromatycznych. Z tego powodu silikon nadaje się do zastosowań wymagających wysokiego stopnia stabilności chemicznej, takich jak izolacja, przybory kuchenne i urządzenia medyczne. Woda, oleje, smary i niektóre rozpuszczalniki są odporne na TPE. Silne kwasy, zasady i środki utleniające nie mogą go rozbić. Z tego powodu TPE nadaje się do produktów, które wymagają skromnego poziomu stabilności chemicznej.

3. Możliwość recyklingu

. Ponieważ silikon potrzebuje wysokiej temperatury i specyficznych katalizatorów, aby rozbić swoje wiązania, więc nie nadaje się łatwo do recyklingu. W rezultacie silikon jest droższy w utylizacji i mniej przyjazny dla środowiska. TPE można topić i formować ponownie kilka razy bez utraty jego jakości. Dlatego łatwo nadaje się do recyklingu. Z tego powodu ponowne wykorzystanie TPE jest tańsze i bardziej korzystne dla środowiska.

4. Metoda przetwarzania

Czwarta różnica dotyczy metod przetwarzania silikonu i TPE. Procesy przetwarzania silikonu obejmują formowanie wtryskowe cieczy, formowanie kompresyjne, wytłaczanie i formowanie wtryskowe. Z tego powodu przetwarzanie silikonu staje się droższe i trudniejsze. Jednak przetwarzanie TPE jest łatwe.

5. Kolory

Zarówno guma silikonowa, jak i TPE zapewniają pełen zakres kolorów. Guma silikonowa jest zazwyczaj półprzezroczysta, gdy jest używana jako surowiec. Barwniki używane w procesie produkcyjnym na etapie mieszania mogą wytwarzać odcienie. Mogą być nieprzezroczyste, półprzezroczyste lub przezroczyste. Ale można łatwo wygenerować szeroką gamę kolorów za pomocą TPE.

6. Geometria złożona

Kauczuk silikonowy z łatwością wypełnia niezwykle długie, cienkie obszary formy i wlewa się do form o różnych grubościach ścianek. do formy, aby zagwarantować pełne wypełnienie. Podczas opracowywania części TPE lepiej jest zaokrąglić wszystkie ostre narożniki i zachować możliwie jednolitą grubość ścianek części.

7. Nadformowanie

Ponieważ guma silikonowa utwardza się w wysokich temperaturach. Zmniejsza to możliwość stopienia lub odkształcenia podłoża. Nadformowane polimery termoplastyczne (TPE), jeśli zostaną prawidłowo dobrane, wytworzą spójne, mocne połączenie z podłożem termoplastycznym bez użycia primerów lub klejów.

8. Odporność na promieniowanie UV

Przezroczysty przedmiot, który zżółkł wskutek sterylizacji UV, może nadal działać bez zarzutu. Jednak wiele osób nadal będzie to uważać za niepokojące. Ponieważ guma silikonowa jest naturalnie odporna na promieniowanie UV, nie ulegnie pogorszeniu na słońcu. Zazwyczaj te stabilizatory działają poprzez selektywne zbieranie promieni UV. Następnie uwalniają energię w postaci ciepła o niskiej temperaturze.

Krótko mówiąc, poniższa tabela podsumowuje najważniejsze różnice między TPE a silikonem.

 

Funkcja	TPE (elastomer termoplastyczny)	Silikon
Typ materiału	Jest to mieszanka gumy i plastiku	Jest to rodzaj polimeru syntetycznego
Tekstura	TPE jest często bardziej miękki i elastyczny	Jeszcze bardziej jędrne i elastyczne.
Trwałość	Jest mniej trwały i łatwo się rozrywa,	Jest trwalszy i ma większą odporność na rozdarcie
Odporność na ciepło	Oferuje niższą odporność na ciepło. Więc może się stopić	Zapewnia wysoką odporność na ciepło
Czyszczenie	Znacznie łatwiejszy do czyszczenia i ma mniej porów.	Wymaga większej pielęgnacji i ma więcej porów.
Długość życia	Krótsza żywotność. Więc może się z czasem pogorszyć.	Dłuższa żywotność i jeszcze większa stabilność.
Koszt	Generalnie tańsze niż inne	Droższy niż TPE
Hipoalergiczny	Mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia alergii	Generalnie hipoalergiczne
Waga	Lżejszy	Cięższy w wadze
Opcje kolorów	Ograniczona dostępność, ale może zanikać	Dostępne w szerokiej gamie kolorów, trwałe.
Przykłady zastosowań	Mają wiele zastosowań w produkcji zabawek, fok i uchwytów.	Używane głównie do zastosowań medycznych, kulinarnych i wysokotemperaturowych.

Wniosek

Podsumowując, istnieją pewne podobieństwa i różnice między właściwościami i zastosowaniami silikonu i TPE. Chociaż silikon jest wysoce odporny na ciepło i chemikalia, jego recykling wymaga skomplikowanych procedur. Możesz wybrać dowolny z tych dwóch materiałów w zależności od swoich wymagań i potrzeb. Ogólnie rzecz biorąc, TPE jest bardziej elastyczny i prowadzi do prostego przetwarzania. Jest to ekonomiczne rozwiązanie do wytwarzania różnych produktów w umiarkowanych temperaturach. Poza tym nadaje się do recyklingu i dobrze pasuje do dóbr konsumpcyjnych. Z drugiej strony silikon ma wysoką odporność na ciepło i stabilność chemiczną. Dlatego może się wyróżniać w warunkach wysokiej temperatury. Jest to jednak nieco drogie i mniej elastyczne w porównaniu z TPE.

Często zadawane pytania

P1. Jakie są podobieństwa między TPE i silikonem?

TPE i Silikon są podobne pod wieloma względami, np. oba są elastomerami. Oba oferują elastyczność podobną do gumy i mają liczne zastosowania w produkcji różnych produktów. Ponadto są trwalsze i można je dostosować do konkretnych właściwości. Te właściwości sprawiają, że są nietoksyczne i bezpieczne do stosowania w artykułach medycznych i spożywczych.

P2. Jakie są główne różnice między TPE a silikonem?

Kilka właściwości TPE to łatwość przetwarzania, elastyczność i stosunkowo niski koszt. Jednak nie wytrzymuje wysokich temperatur. Silikon jest odporny na ciepło i chemikalia i jest stosowany w wysokich temperaturach lub w rygorystycznym użytkowaniu.

P3. Czy TPE i silikon nadają się do zastosowań medycznych?

Zdecydowanie tak, TPE jest stosowany w elastycznych zastosowaniach medycznych, takich jak cewniki. Silikon jest najczęściej stosowany ze względu na wysoką stabilność cieplną i biokompatybilność w podstawowych zastosowaniach w przemyśle medycznym.