TPR frente a silicona
¿Te resulta difícil elegir entre TPR frente a silicona ¿Por sus partes? Aunque ambos materiales de moldeo por inyección Si bien tienen algunas similitudes, presentan diferencias específicas en cuanto a rendimiento, durabilidad, nivel de flexibilidad, facilidad de procesamiento y costo.
Comprender las diferencias ayuda a decidir cuál se adapta mejor a los requisitos de su aplicación y a analizar el equilibrio entre rendimiento y coste de los materiales. En este artículo se analizarán en detalle tanto el TPR como la silicona, así como las principales diferencias entre ellos y los factores a tener en cuenta en el proceso de selección.
¿Qué es el material TPR?
Material de TPR
El caucho termoplástico (TPR) es un tipo de elastómero compuesto de poliestireno (~23 %) y caucho sintético de butadieno (77 %). Este material combina la flexibilidad del caucho con las propiedades de moldeo de los termoplásticos. Se puede moldear mediante máquinas y herramientas de moldeo por inyección estándar, con algunos ajustes durante el proceso.
Internamente, los materiales plásticos TPR son copolímeros de bloque formados por estireno y monómeros de caucho, estireno-butadieno-estireno (SBS). Esta estructura proporciona flexibilidad, dureza y fluidez similares a las del caucho y al poliestireno.
Propiedades de TPR
Las propiedades del TPR combinan características del caucho y los plásticos. Ofrece alta resistencia a la fatiga, resistencia al impacto, resistencia a la abrasión y neutralidad química.
- Punto de fusión: El TPR no tiene un punto de fusión específico; varía desde 140–185 ° C.
- Elasticidad: El TPR puede estirarse y recuperar su forma, ofreciendo una excelente flexibilidad y elasticidad. Su módulo de elasticidad de Young varía desde 1 a 20 MPa.
- Dureza: La dureza del TPR también varía según su formulación, desde De 0 a 100 Shore A.
- Resistencia al impacto y a la abrasión: En condiciones de uso intensivo o en entornos exigentes, el caucho termoplástico no se degrada. Además, posee una alta resistencia al impacto.
- Resistencia química: TPR es neutro frente a ácidos, álcalis, hidrocarburos, aceites, etc., diluidos o moderadamente.
- Aislamiento electrico: El TPR es un buen aislante eléctrico y puede absorber descargas eléctricas.
¿Es tóxico el material TPR?
Pieza de dispositivo médico TPR
No, el TPR se considera un material no tóxico en la fabricación. Su formulación y proceso no involucran elementos tóxicos. En su uso general, no libera sustancias químicas nocivas y permanece neutro para el medio ambiente.
El TPR cumple con diferentes normas internacionales de seguridad para usos en contacto con personas, alimentos y aplicaciones médicas. Por ejemplo, REACH, HAP, EN 71-3, ASTM F963, FDA 21 CFR 177.2600 y USP Clase VI.
Por lo tanto, si eliges el grado correcto, TPR es seguro Para contacto humano, procesamiento de alimentos, procesamiento químico suave y dispositivos médicos.
¿Qué es el material de silicona?
Materiales de silicona
La silicona es otro material similar al caucho, clasificado como elastómero termoestable, lo que significa que no se derrite ni se solidifica. A diferencia del TPR, la silicona se fabrica mediante la reticulación curada de cadenas poliméricas.
Al examinar su composición interna, se observa que la cadena de siloxano constituye el núcleo, compuesta por silicio, oxígeno e hidrocarburos como componentes clave, junto con diversos catalizadores y cargas. Posteriormente, el proceso de vulcanización transforma esta composición en un material flexible con propiedades similares a las del caucho.
Además, la silicona es más difícil de moldear por inyección y no es compatible con los equipos y herramientas de moldeo termoplástico convencionales. Requiere equipos de moldeo de LSR o termoestables y herramientas especializadas.
Propiedades de la silicona
Algunas propiedades de la silicona incluyen resistencia química, elasticidad, estabilidad térmica, resistencia mecánica y dureza. Los detalles son:
- Elasticidad: Es un material elástico con una alta elongación a la rotura. El módulo de elasticidad de Young alcanza hasta 4 MPa.
- Resistencia química: Al igual que el TPR, también resiste soluciones químicas y algunos disolventes orgánicos, excepto ácidos de alta concentración. Además, repele el contacto con el agua.
- Estabilidad térmica: La silicona es estable hasta los 300 °C, después de lo cual comienza a descomponerse lentamente.
- Fuerza mecánica: Los rellenos en las composiciones de silicona, como la sílice pirógena, proporcionan una buena resistencia a la tracción y al desgarro.
- Dureza: La silicona también presenta grados que van desde blandos hasta duros, con una dureza que oscila entre ~10 y 90 Shore A.
¿Son el TPE y la silicona lo mismo?
Material TPE
No, el TPE y la silicona no son lo mismo. Los TPE (elastómeros termoplásticos) muestran la fluidez del plástico después de fundirse, mientras que la silicona es un elastómero termoestable que no se puede volver a fundir después de la vulcanización.
Con frecuencia, los proveedores y fabricantes utilizan el término TPE de silicona para referirse a los elastómeros termoplásticos debido a su elasticidad similar, pero el TPE y la silicona son materiales esencialmente diferentes.
→Puedes leer TPR frente a TPE aquí.
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Diferencias clave entre TPR y silicona
Piezas de TPR frente a piezas de silicona
La silicona es un elastómero termoestable que ofrece alta resistencia al calor y se considera más compatible con usos médicos. Por otro lado, el TPR es más económico y flexible. Asimismo, estos dos materiales presentan diferencias en cuanto a dureza, durabilidad, rendimiento, aplicaciones, etc. Tras analizar individualmente qué son el caucho TPR y la silicona, ahora podemos comparar la silicona con el TPR según diversos criterios específicos.
Composición del material
El TPR utiliza un polímero termoplástico y un entrecruzamiento de elastómero, mientras que la silicona está compuesta de siloxano (Si–O) y grupos orgánicos laterales. Los fuertes enlaces inorgánicos de la silicona hacen que su composición sea más estable en comparación con el TPR.
Fuerza
Por lo general, el TPR ofrece mayor resistencia a la tracción y elongación a la rotura que la silicona. Sin embargo, los grados que se comparen pueden alterar esta comparación.
|
Resistencia mecánica |
Silicona |
TPR |
|
Compresión (~ MPa) |
5-11 |
8-20 |
|
Resistencia a la tracción (~ MPa) |
10-30 |
No especificado, comparable a la silicona. |
Dureza
El TPR ofrece una mayor dureza que la silicona y puede formularse con una amplia gama de niveles de dureza (de 0 a 100 Shore A), lo que lo hace más adecuado para moldear mangos de herramientas eléctricas, suelas de zapatos y juntas industriales.
Durabilidad y Sostenibilidad
El TPR es más susceptible a la deformación permanente bajo tensión continua y tiene una vida útil menor, de 5 a 10 años. Por otro lado, la silicona dura hasta 20 años. Además, el TPR se puede reciclar fácilmente para crear nuevas formas, mientras que el caucho de silicona curado presenta dificultades. Por lo tanto, el TPR es un material más sostenible.
Facilidad de moldeo por inyección
Para dar forma a la materia prima, la silicona requiere un proceso de vulcanización, que es más complejo y exige máquinas de moldeo de caucho y moldes especializados. Por otro lado, el TPR se puede moldear por inyección con mayor facilidad y permite ciclos de producción rápidos.
Preferencias de la aplicación
El TPR es adecuado para agarres de productos de consumo, suelas de zapatos, secciones de sobremoldeo y componentes industriales. Por otro lado, la silicona se prefiere para sellos de alta temperatura, aislamiento eléctrico, componentes de dispositivos médicos, etc.
Costo material
La silicona es más costosa que el TPR, y existen grados especializados biocompatibles y otros orientados a aplicaciones específicas. Por consiguiente, su alto rendimiento y durabilidad justifican la inversión.
Leer más: Termoestable versus termoplástico
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Factores a considerar al elegir entre TPR y silicona
Tanto el TPR como la silicona tienen muchas ventajas, y elegir la opción adecuada para sus piezas requiere considerar numerosos factores. Esto implica definir los requisitos de la aplicación y analizar cuál de las dos opciones, la silicona o el TPR, tiene más probabilidades de satisfacerlos.
Veamos la siguiente lista de factores de selección:
- Rendimiento mecánico deseado: Utilice TPR cuando sus piezas o productos necesiten soportar cargas elevadas y riesgo de abrasión, y utilice silicona cuando se desee resistencia a la deformación a largo plazo.
- Temperatura Operaciónal: Tenga en cuenta la temperatura a la que deben funcionar las piezas. La silicona es adecuada para temperaturas elevadas, hasta 250 °C.
- Flexibilidad requerida: Considere el rango de elongación a la rotura para la aplicación prevista; la silicona tiene mayor flexibilidad.
- Longevidad: Considere la vida útil requerida de las piezas de los productos para las aplicaciones.
- Certificaciones Regulatorias: En función del sector para el que fabrique las piezas, compruebe las normativas o certificaciones del sector que deben cumplir los materiales.
- Rentabilidad: Considere qué material ofrece la mejor relación calidad-precio, cumpliendo al mismo tiempo con los requisitos de la aplicación. Esto no implica sacrificar la funcionalidad y el rendimiento de las piezas deseadas en aras de la reducción de costos.
Recapitulación
En definitiva, la elección entre TPR y silicona depende de los requisitos de rendimiento, la relación coste-eficacia y la compatibilidad con el entorno de aplicación. El TPR es una opción ideal para fabricar piezas económicas con tacto suave y buena resistencia al desgaste. Por su parte, la silicona destaca por su resistencia a altas temperaturas, la exposición a productos químicos, su estabilidad dimensional y su seguridad médica.
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Preguntas Frecuentes
¿Es el TPR mejor que la silicona?
El TPR no es mejor en todos los casos. La silicona lo supera en estabilidad térmica, resistencia química y durabilidad.
¿Cuáles son las desventajas del material TPR?
Las principales desventajas de los materiales plásticos TPR son su menor resistencia al calor, su propensión a la deformación bajo tensión constante y su menor tolerancia a los rayos UV y a los productos químicos.
¿El TPE es silicona?
No, el TPE no es silicona; son materiales diferentes.