TPR ou silicone: qual material escolher?

TPR vs Silicone

Você está com dificuldades para escolher entre TPR vs Silicone para suas peças? Embora ambos os materiais de moldagem por injeção Embora possuam algumas semelhanças, apresentam diferenças específicas em termos de desempenho, durabilidade, nível de flexibilidade, facilidade de processamento e custo. 

Compreender as diferenças ajuda a decidir qual delas melhor se adapta aos requisitos da sua aplicação e a analisar o equilíbrio entre desempenho e custo do material. Este artigo abordará detalhadamente o TPR e o silicone, suas principais diferenças e os fatores a serem considerados no processo de seleção.

O que é material TPR?

Material TPR

A borracha termoplástica (TPR) é um tipo de elastômero feito com poliestireno (aproximadamente 23%) e borracha sintética de butadieno (77%). Este material combina a flexibilidade da borracha com as características de moldagem dos termoplásticos. Pode ser moldado por meio de máquinas e ferramentas de moldagem por injeção padrão, com alguns ajustes no processo.

Internamente, os materiais plásticos TPR são copolímeros em bloco formados por estireno e monômeros de borracha, Estireno-Butadieno-Estireno (SBS). Essa estrutura proporciona flexibilidade, dureza e fluidez semelhantes às da borracha, como as do poliestireno. 

Propriedades do TPR

As propriedades do TPR (poliuretano termoplástico) combinam características da borracha e dos plásticos. Ele oferece alta resistência à fadiga, resistência ao impacto, resistência à abrasão e neutralidade química.

•  Ponto de fusão: O TPR não possui um ponto de fusão específico; ele varia de 140–185°C.
• Elasticidade: O TPR pode esticar e recuperar sua forma original, oferecendo excelente flexibilidade e elasticidade. Seu módulo de elasticidade de Young varia de 1 a 20 MPa.
• Dureza: A dureza do TPR também varia dependendo de sua formulação, desde 0 a 100 Shore A. 
• Resistência ao impacto e à abrasão: Em condições de uso intenso ou severas, a borracha termoplástica não se degrada. Ela também possui alta resistência ao impacto. 
• Resistência química: O TPR é neutro a ácidos, álcalis, hidrocarbonetos, óleos, etc., em concentrações diluídas a moderadas. 
• Isolamento elétrico: O TPR é um bom isolante elétrico e pode absorver choques elétricos. 

O material TPR é tóxico? 

Componente de dispositivo médico TPR

Não, o TPR é considerado um material não tóxico na fabricação. Sua formulação e processo não envolvem elementos tóxicos. Em uso geral, não libera substâncias químicas nocivas e permanece neutro para o ambiente ao qual está exposto. 

A TPR está em conformidade com diferentes normas internacionais de segurança para contato humano, contato com alimentos e usos médicos. Por exemplo, REACH, PAHs, EN 71-3, ASTM F963, FDA 21 CFR 177.2600 e USP Classe VI. 

Portanto, se você escolher a nota certa, A TPR é segura. Para contato humano, processamento de alimentos, processamento químico leve e dispositivos médicos. 

O que é material de silicone?

Materiais de silicone

A silicone é outro material semelhante à borracha, classificado como um elastômero termofixo, o que significa que não pode derreter e voltar à sua forma original. Ao contrário do TPR, a silicone é feita com ligações cruzadas curadas de cadeias de polímero. 

Ao examinar sua composição interna, a cadeia de siloxano está no núcleo, composta por silício, oxigênio e hidrocarbonetos como componentes principais, juntamente com vários catalisadores e cargas. Enquanto isso, o processo de vulcanização transforma essa composição em um material flexível com propriedades semelhantes à borracha.

Além disso, o silicone é mais difícil de moldar por injeção e não é compatível com os equipamentos e ferramentas convencionais de moldagem de termoplásticos. Requer equipamentos de moldagem de LSR ou termofixos e ferramentas especializadas.

Propriedades do Silicone 

Algumas propriedades do silicone incluem resistência química, elasticidade, estabilidade térmica, resistência mecânica e dureza. Detalhes a seguir:

• Elasticidade: É um material elástico com alto alongamento na ruptura. O módulo de elasticidade de Young chega a 4 MPa. 
• Resistência química: Assim como o TPR, ele também resiste a soluções químicas e alguns solventes orgânicos, com exceção de ácidos em alta concentração. Além disso, repele o contato com água.
• Estabilidade térmica: O silicone é estável até 300°C, após o que começa a se decompor lentamente.
• Força mecânica: Os materiais de enchimento em composições de silicone, como a sílica fumada, proporcionam boa resistência à tração e ao rasgo.
• Dureza: O silicone também possui diferentes graus de dureza, variando de aproximadamente 10 a 90 na escala Shore A.

TPE e silicone são a mesma coisa?

Material TPE

Não, TPE e silicone não são a mesma coisa. O TPE (elastômero termoplástico) apresenta a fluidez do plástico após a fusão, enquanto o silicone é um elastômero termofixo que não pode ser refundido após a vulcanização. 

Frequentemente, fornecedores e fabricantes usam o termo Silicone TPE para elastômeros termoplásticos devido à sua elasticidade semelhante, mas TPE e silicone são materiais essencialmente diferentes. 

→Você pode ler TPR vs TPE aqui..

Principais diferenças entre TPR e silicone

Peças de TPR versus peças de silicone

A silicone é um elastômero termofixo que oferece alta resistência ao calor e é considerado mais adequado para uso médico. Por outro lado, o TPR é mais econômico e flexível. Da mesma forma, esses dois materiais apresentam diferenças em termos de dureza, durabilidade, desempenho, preferências de aplicação, etc.  Após discutirmos individualmente o que são a borracha TPR e o silicone, agora podemos comparar o silicone com o TPR utilizando diversos critérios específicos. 

Composição material

O TPR envolve um polímero termoplástico e uma ligação cruzada de elastômero, enquanto o silicone é composto de siloxano (Si–O) e grupos laterais orgânicos. As fortes ligações inorgânicas no silicone tornam a composição mais estável em comparação com o TPR. 

Força

Normalmente, o TPR oferece maior resistência à tração e alongamento na ruptura do que o silicone. No entanto, as classes de material que você está comparando podem alterar a comparação. 

Dureza:

O TPR oferece maior dureza do que o silicone e pode ser formulado com uma ampla gama de níveis de dureza (de 0 a 100 Shore A), o que o torna mais adequado para moldar cabos de ferramentas elétricas, solados de calçados e vedações industriais. 

Durabilidade e Sustentabilidade 

O TPR é mais suscetível à deformação permanente sob tensão contínua e tem uma vida útil menor, de 5 a 10 anos. Por outro lado, o silicone dura até 20 anos. Além disso, o TPR pode ser facilmente reciclado em novas formas e formatos, enquanto que isso é mais difícil para a borracha de silicone curada. Portanto, o TPR é um material mais sustentável. 

Facilidade da moldagem por injeção

Ao moldar a matéria-prima no formato desejado, o silicone envolve um processo de vulcanização, que é mais complexo e requer máquinas de moldagem de borracha e ferramentas de moldagem especializadas. Por outro lado, o TPR pode ser moldado por injeção com mais facilidade, permitindo ciclos de produção mais rápidos. 

Preferências de aplicativo 

O TPR é adequado para pegas em produtos de consumo, solas de calçados, sobremoldagens e componentes industriais. Por outro lado, o silicone é preferido para vedações de alta temperatura, isolamento elétrico, componentes de dispositivos médicos, etc.

Custo material 

O silicone é mais caro que o TPR, e existem versões biocompatíveis e outras específicas para determinadas aplicações disponíveis. Consequentemente, o alto desempenho e a durabilidade podem justificar o investimento. 

Leia mais: Termofixo vs. Termoplástico

Fatores a considerar ao escolher entre TPR e silicone

Tanto o TPR quanto o silicone apresentam muitas vantagens, e a escolha da opção ideal para suas peças exige a consideração de diversos fatores. Isso envolve definir os requisitos da aplicação e analisar qual deles, silicone ou TPR, tem maior probabilidade de atendê-los. 

Vejamos a lista de fatores de seleção abaixo:

• Desempenho mecânico desejado: Use TPR quando suas peças/produtos precisarem suportar alta carga e risco de abrasão, e use silicone quando for desejada resistência à deformação a longo prazo. 
• Temperatura de Operação: Considere a temperatura na qual as peças precisam funcionar. O silicone é adequado para temperaturas mais altas, até 250 °C.
• Flexibilidade necessária: Considere a faixa de alongamento na ruptura para a aplicação pretendida; o silicone possui maior flexibilidade.
•  Longevidade: Considere a vida útil necessária das peças dos produtos para as aplicações.
• Certificações Regulamentares: Dependendo do setor para o qual você fabrica as peças, verifique as normas ou certificações que os materiais precisam atender.
• Custo-benefício: Considere qual material oferece a melhor relação custo-benefício, atendendo aos requisitos da aplicação. Isso não significa comprometer a funcionalidade e o desempenho das peças desejadas em prol da redução de custos.

Resumindo

Em última análise, a escolha entre TPR e silicone depende dos requisitos de desempenho, da relação custo-benefício e da compatibilidade com o ambiente de aplicação. O TPR é uma escolha ideal para a produção de peças econômicas com toque suave e boa resistência ao desgaste. Já o silicone se destaca em altas temperaturas, exposição a produtos químicos, estabilidade dimensional e segurança médica.

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Perguntas Frequentes

O TPR é melhor que o silicone?

O TPR não é melhor em todos os casos. O silicone apresenta melhor desempenho em termos de estabilidade térmica, resistência química e durabilidade. 

Quais são as desvantagens do material TPR?

As principais desvantagens dos materiais plásticos TPR são a menor resistência ao calor, a propensão à deformação sob tensão constante e a menor tolerância aos raios UV e a produtos químicos.

TPE é silicone?

Não, TPE não é silicone; são materiais diferentes.