TPE lub elastomery termoplastyczne i silikon są elastomerami, tj. polimerami gumy. Mogą odzyskać swój pierwotny kształt po rozciągnięciu do dużych rozmiarów. Na tym blogu omówimy, czym są materiały silikonowe i TPE. Co więcej, rzucimy również światło na główne różnice we właściwościach i zastosowaniach TPE i silikonu.
Czym jest materiał TPE?
Elastomer termoplastyczny to elastyczna i gumopodobna substancja o właściwościach zbliżonych do plastiku. Może być produkowany przy użyciu szeregu urządzeń do produkcji tworzyw sztucznych, takich jak formowanie wtryskowe, wytłaczanie i rozdmuchiwanie. Tworzywo TPE jest prawdziwym termoplastem, który nie wymaga wulkanizacji ani utwardzania. Elastomery termoplastyczne są szeroko stosowane w życiu codziennym. Materiały te można znaleźć w różnych produktach, w tym w artykułach konsumenckich, sprzęcie medycznym, elektronarzędziach, naczyniach kuchennych, wkładkach do butów i uchwytach motocyklowych. Materiał TPE jest odporny na wysokie temperatury bez wypaczania lub rozszczepiania.
Elastomery termoplastyczne są odporne na rozdarcia, a jednocześnie miękkie w dotyku. Materiał TPE jest stosowany 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 na szczoteczkach do zębów, zabawki do żucia dla psów i uchwyty na narzędziach ogrodowych to kolejne przykłady zastosowań TPE. Got to Formowanie wtryskowe TPE aby dowiedzieć się więcej o częściach formowanych z 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 I Czy silikon jest bezpieczny? aby dowiedzieć się więcej.
Skład tworzywa TPE
Tworzywo TPE lub kauczuk termoplastyczny to kopolimer lub mieszanka polimerów, która ma głównie właściwości gumy z przetwarzalnością termiczną 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, a każdy z nich ma swoje właściwości i rodzaje polimerów, których należy używać w zależności od wydajności, ceny i przepisów. Poniżej znajduje się analiza wydajności produktu zarówno TPE, jak 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 materiałów TPE i silikonowych
| 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 materiał TPE palstic?
Używaj materiału 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 aby dowiedzieć się więcej o materiale TPE.
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.
Tworzywo TPE topi się w temperaturze od 260 do 320°C. Ma gorszą odporność na ciepło. Z tego powodu materiał TPE jest odpowiedni do zastosowań wymagających możliwości recyklingu i elastyczności. Najlepiej sprawdzają się w przypadku towarów konsumpcyjnych, części samochodowych i sprzętu medycznego.
2. Odporność chemiczna
Kolejną różnicą jest odporność chemiczna silikonu i tworzywa TPE. Silikon jest odporny na większość chemikaliów, wodę, utlenianie i ozon. Nie jest odporny na parę, zasady, kwasy, trójchloroetylen, paliwa węglowodorowe ani węglowodory aromatyczne. Z tego powodu silikon jest odpowiedni do zastosowań wymagających wysokiego stopnia stabilności chemicznej, takich jak izolacja, naczynia kuchenne i urządzenia medyczne. Woda, oleje, smary i niektóre rozpuszczalniki są odporne na TPE. Silne kwasy, zasady i utleniacze nie są w stanie go zniszczyć. Z tego powodu TPE jest odpowiedni dla produktów, które wymagają umiarkowanego poziomu stabilności chemicznej.
3. Możliwość recyklingu
. Ponieważ silikon wymaga wysokich temperatur i specyficznych katalizatorów do rozbicia jego wiązań, nie jest on łatwy do recyklingu. W rezultacie silikon jest droższy w utylizacji i mniej przyjazny dla środowiska. Tworzywo TPE może być wielokrotnie topione i formowane bez utraty jakości. Dlatego też łatwo poddaje się recyklingowi. Z tego powodu ponowne wykorzystanie tworzywa TPE jest tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska.
4. Metoda przetwarzania
Czwarta różnica polega na metodach przetwarzania silikonu i materiału TPE. Procesy przetwarzania silikonu obejmują formowanie wtryskowe cieczy, formowanie tłoczne, 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 bardzo długie, cienkie obszary formy i przepływa do form o różnych grubościach ścianek. do formy, aby zagwarantować pełne wypełnienie. Podczas opracowywania części z tworzyw sztucznych TPE lepiej jest zaokrąglić wszystkie ostre rogi i zachować możliwie jednolitą grubość ścianki 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 w wyniku sterylizacji UV, może nadal działać bez zarzutu. Jednak wiele osób uzna to za niepokojące. Ponieważ guma silikonowa jest naturalnie odporna na promieniowanie UV, nie ulegnie zniszczeniu na słońcu. Zazwyczaj stabilizatory te 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. W zależności od wymagań i potrzeb można wybrać jeden z tych dwóch materiałów. Ogólnie rzecz biorąc, TPE jest bardziej elastyczny i prowadzi do prostego przetwarzania. Jest to opłacalne rozwiązanie do wytwarzania różnych produktów w umiarkowanych temperaturach. Poza tym nadaje się do recyklingu i dobrze pasuje do towarów konsumpcyjnych. Z drugiej strony silikon ma wysoką odporność na ciepło i stabilność chemiczną. Z tego powodu może on wyróżniać się w warunkach wysokiej temperatury. Jest on jednak nieco droższy i mniej elastyczny w porównaniu do materiału 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.