TPR o silicone: quale materiale scegliere?

TPR contro silicone

Hai difficoltà a scegliere tra TPR contro silicone per le tue parti? Sebbene entrambi i materiali per stampaggio a iniezione Pur avendo alcune somiglianze, presentano differenze specifiche in termini di prestazioni, durata, livello di flessibilità, facilità di lavorazione e costo. 

Comprendere le differenze aiuta a decidere quale soluzione si adatta meglio alle proprie esigenze applicative e ad analizzare il rapporto tra prestazioni e costi dei materiali. Questo articolo analizzerà in dettaglio sia il TPR che il silicone, evidenziando le principali differenze tra i due materiali e i fattori da considerare nella fase di selezione.

Che cosa è il materiale TPR?

Materiale TPR

La gomma termoplastica (TPR) è un tipo di elastomero composto da polistirene (~23%) e gomma sintetica butadiene (77%). Questo materiale combina la flessibilità della gomma con le caratteristiche di stampaggio dei termoplastici. Può essere modellato mediante macchine e stampi a iniezione standard, con poche modifiche durante il processo.

Internamente, i materiali plastici TPR sono copolimeri a blocchi formati da monomeri di stirene e gomma, stirene-butadiene-stirene (SBS). Questa struttura conferisce flessibilità, durezza e fluidità simili a quelle della gomma e del polistirene. 

Proprietà del TPR

Le proprietà del TPR presentano caratteristiche sovrapposte a quelle della gomma e della plastica. Offre elevata resistenza alla fatica, resistenza agli urti, resistenza all'abrasione e neutralità chimica.

•  Punto di fusione: Il TPR non ha un punto di fusione specifico; varia da 140–185 °C.
• Elasticità: Il TPR può allungarsi e tornare alla sua forma originale, offrendo un'eccellente flessibilità ed elasticità. Il suo modulo di elasticità di Young varia da Da 1 a 20 MPa.
• Durezza: La durezza del TPR varia anche a seconda della sua formulazione, da Da 0 a 100 Shore A. 
• Resistenza all'impatto e all'abrasione: In condizioni di usura o in ambienti difficili, la gomma termoplastica non si degrada. Inoltre, presenta un'elevata resistenza agli urti. 
• Resistenza chimica: Il TPR è neutro o da diluito a moderato in presenza di acidi, alcali, idrocarburi, oli, ecc. 
• Isolamento elettrico: Il TPR è un buon isolante elettrico e può assorbire le scosse elettriche. 

Il materiale TPR è tossico? 

componente per dispositivi medici in TPR

No, il TPR è considerato un materiale non tossico nella produzione. La sua formulazione e il suo processo non prevedono l'utilizzo di elementi tossici. Nell'uso comune, non rilascia sostanze chimiche nocive e rimane neutro rispetto all'ambiente circostante. 

Conformità del TPR a diversi standard di sicurezza internazionali per il contatto con l'uomo, il contatto con gli alimenti e gli usi medicali. Ad esempio, REACH, IPA, EN 71-3, ASTM F963, FDA 21 CFR 177.2600 e USP Classe VI. 

Pertanto, se scegli il grado giusto, Il TPR è sicuro per il contatto umano, la lavorazione degli alimenti, la lavorazione di sostanze chimiche leggere e i dispositivi medici. 

Cos'è il materiale siliconico?

Materiali siliconici

Il silicone è un altro materiale simile alla gomma, classificato come elastomero termoindurente, il che significa che non può fondere e tornare alla sua forma originale. A differenza del TPR, il silicone è prodotto mediante la reticolazione di catene polimeriche. 

Esaminando la sua composizione interna, al centro si trova la catena di silossano, composta da silicio, ossigeno e idrocarburi come componenti chiave, insieme a vari catalizzatori e riempitivi. Il processo di vulcanizzazione, a sua volta, trasforma questa composizione in un materiale flessibile con proprietà simili alla gomma.

Inoltre, il silicone è più difficile da stampare a iniezione e non è compatibile con le attrezzature e gli stampi convenzionali per termoplastici. Richiede attrezzature per la formatura di LSR o termoindurenti e stampi specializzati.

Proprietà del silicone 

Alcune proprietà del silicone includono resistenza chimica, elasticità, stabilità termica, resistenza meccanica e durezza. I dettagli sono:

• Elasticità: Si tratta di un materiale elastico con un elevato allungamento a rottura. Il modulo di Young raggiunge i 4 MPa. 
• Resistenza chimica: Come il TPR, resiste anche alle soluzioni chimiche e ad alcuni solventi organici, ad eccezione degli acidi ad alta concentrazione. Inoltre, respinge l'acqua.
• Stabilità termica: Il silicone è stabile fino a 300 °C, dopodiché inizia a decomporsi lentamente.
• Resistenza meccanica: I riempitivi presenti nelle composizioni siliconiche, come la silice pirogenica, garantiscono una buona resistenza alla trazione e allo strappo.
• Durezza: Anche il silicone è disponibile in diverse gradazioni, da morbido a duro, con una durezza che va da circa 10 a 90 Shore A.

Il TPE e il silicone sono la stessa cosa?

Materiale TPE

No, TPE e silicone non sono la stessa cosa. Il TPE (elastomero termoplastico) mostra la fluidità della plastica dopo la fusione, mentre il silicone è un elastomero termoindurente che non può essere rifuso dopo la vulcanizzazione. 

Spesso, fornitori e produttori usano il termine Silicone TPE per indicare gli elastomeri termoplastici a causa della loro simile elasticità, ma TPE e silicone sono essenzialmente materiali diversi. 

→Puoi leggere TPR contro TPE Qui..

Principali differenze tra TPR e silicone

Componenti in TPR contro componenti in silicone

Il silicone è un elastomero termoindurente che offre un'elevata resistenza al calore ed è considerato più adatto all'uso medicale. Il TPR, d'altro canto, è più economico e flessibile. Analogamente, questi due materiali presentano differenze in termini di durezza, durabilità, prestazioni, applicazioni e altro ancora.  Dopo aver discusso individualmente cosa sono la gomma TPR e il silicone, ora possiamo confrontare il silicone e il TPR in base a diversi criteri specifici. 

Material Composition

Il TPR è costituito da un polimero termoplastico e da un reticolo elastomerico, mentre il silicone è composto da silossano (Si–O) e gruppi laterali organici. I forti legami inorganici presenti nel silicone rendono la composizione più stabile rispetto al TPR. 

Forza

In genere, il TPR offre una maggiore resistenza alla trazione e un allungamento a rottura superiore rispetto al silicone. Tuttavia, i tipi di materiale confrontati possono influenzare i risultati. 

Durezza

Il TPR offre una durezza superiore a quella del silicone e può essere formulato con un'ampia gamma di livelli di durezza (da 0 a 100 Shore A), il che lo rende più adatto allo stampaggio di manici per utensili elettrici, suole per scarpe e guarnizioni industriali. 

Durabilità e sostenibilità 

Il TPR è più soggetto a deformazioni permanenti sotto stress continuo e ha una durata inferiore, dai 5 ai 10 anni. Il silicone, al contrario, può durare fino a 20 anni. Inoltre, il TPR può essere facilmente riciclato in nuove forme e dimensioni, mentre per la gomma siliconica vulcanizzata il processo è più complesso. Pertanto, il TPR è un materiale più sostenibile. 

Facilità di stampaggio a iniezione

Quando si modella la materia prima nella forma desiderata, il silicone richiede un processo di vulcanizzazione, che lo rende più difficile da lavorare e richiede macchine e stampi specifici per lo stampaggio della gomma. Il TPR, d'altro canto, può essere stampato a iniezione più facilmente, con cicli di produzione rapidi. 

Preferenze dell'applicazione 

Il TPR è adatto per impugnature di beni di consumo, suole di scarpe, sezioni di sovrastampaggio e componenti industriali. Il silicone, invece, è preferibile per guarnizioni ad alta temperatura, isolamento elettrico, componenti di dispositivi medici, ecc.

Costo materiale 

Il silicone è più costoso del TPR e sono disponibili gradi specializzati biocompatibili e per applicazioni specifiche. Di conseguenza, le elevate prestazioni e la durata nel tempo possono giustificare l'investimento. 

Per saperne di più: Termoindurente vs termoplastico

Fattori da considerare nella scelta tra TPR e silicone

Sia il TPR che il silicone presentano numerosi vantaggi, e la scelta dell'opzione più adatta per i vostri componenti richiede la valutazione di diversi fattori. Si tratta di definire i requisiti dell'applicazione e analizzare quale tra silicone e TPR sia più adatto a soddisfarli. 

Esaminiamo l'elenco dei fattori di selezione riportato di seguito:

• Prestazioni meccaniche desiderate: Utilizzate il TPR quando i vostri componenti/prodotti devono sopportare carichi elevati e un rischio di abrasione, e il silicone quando è richiesta una resistenza alla deformazione a lungo termine. 
• Temperatura di esercizio: Bisogna considerare la temperatura alla quale i componenti devono funzionare. Il silicone è adatto a temperature elevate, fino a 250 °C.
• Flessibilità richiesta: Considera l'intervallo di allungamento a rottura per l'applicazione prevista; il silicone è più flessibile.
•  Longevità: Considerare la durata di vita richiesta per i componenti dei prodotti in base alle diverse applicazioni.
• Certificazioni normative: In base al settore per cui si stanno producendo i componenti, è necessario verificare le normative o le certificazioni di settore a cui i materiali devono conformarsi.
• Efficacia dei costi: È importante valutare quale materiale offra il miglior rapporto qualità-prezzo, soddisfacendo al contempo i requisiti dell'applicazione. Ciò non significa compromettere la funzionalità e le prestazioni dei componenti desiderati per ridurre i costi.

Riassumendo

In definitiva, la scelta tra TPR e silicone dipende dai requisiti di prestazione, dal rapporto costo-efficacia e dalla compatibilità con l'ambiente di applicazione. Il TPR è la scelta ideale per la produzione di componenti economici, morbidi al tatto e con una buona resistenza all'usura. Il silicone, invece, eccelle in termini di resistenza alle alte temperature, all'esposizione a sostanze chimiche, alla stabilità dimensionale e alla sicurezza in ambito medicale.

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DOMANDE FREQUENTI

Il TPR è migliore del silicone?

Il TPR non è sempre la scelta migliore. Il silicone lo supera in termini di stabilità termica, resistenza chimica e durata. 

Quali sono gli svantaggi del materiale TPR?

I principali svantaggi dei materiali plastici TPR sono la minore resistenza al calore, la tendenza a deformarsi sotto sforzo costante e la minore tolleranza ai raggi UV e agli agenti chimici.

Il TPE è silicone?

No, il TPE non è silicone; sono materiali diversi.