Термопластичная резина (TPR) против силикона: какой материал выбрать?

TPR против силикона

Вам сложно выбрать между TPR против силикона для ваших деталей? Хотя оба варианта материалы для литья под давлением Они имеют некоторые сходства, но различаются по таким параметрам, как производительность, долговечность, уровень гибкости, простота обработки и стоимость. 

Понимание различий помогает определить, какой вариант лучше всего подходит для ваших задач, а также проанализировать баланс между производительностью и стоимостью материалов. В этой статье подробно рассматриваются термопластичная резина (TPR) и силикон, а также ключевые различия между ними и факторы, которые следует учитывать при выборе.

Что такое материал TPR?

Материал TPR

Термопластичная резина (ТПР) — это тип эластомера, изготовленный из полистирола (~23%) и синтетического бутадиенового каучука (77%). Этот материал сочетает в себе гибкость резины и формовочные свойства термопластов. Его можно формовать с помощью стандартных машин для литья под давлением и оснастки, с небольшими корректировками в процессе.

Внутри термопластичные каучуки (TPR) представляют собой блок-сополимеры, образованные мономерами стирола и каучука — стирол-бутадиен-стиролом (SBS). Такая структура обеспечивает гибкость, твердость и текучесть, аналогичные полистиролу, свойственные каучуку. 

Свойства TPR

Свойства термопластичной резины (TPR) частично совпадают со свойствами резины и пластмасс. Она обеспечивает высокую усталостную прочность, ударопрочность, износостойкость и химическую нейтральность.

•  Точка плавления: Термореактивный каучук (TPR) не имеет конкретной температуры плавления; она варьируется в пределах... 140–185 °С.
• Эластичность: TPR способен растягиваться и восстанавливать форму, обеспечивая превосходную гибкость и эластичность. Его модуль Юнга варьируется от... От 1 до 20 МПа.
• Твердость: Твердость термопластичной резины (TPR) также варьируется в зависимости от ее состава, от 0–100 Шор А. 
• Устойчивость к ударам и истиранию: В условиях интенсивной эксплуатации или суровых погодных условий термопластичная резина не разрушается. Она также обладает высокой ударопрочностью. 
• Химическая устойчивость: TPR нейтрален по отношению к разбавленным и умеренно агрессивным кислотам, щелочам, углеводородам, маслам и т. д. 
• Электрическая изоляция: Термопластичная резина (TPR) является хорошим электроизолятором и способна поглощать электрические удары. 

Является ли материал TPR токсичным? 

Медицинский прибор TPR

Нет, в производстве термопластичная резина (TPR) считается нетоксичным материалом. В ее составе и процессе производства не используются токсичные элементы. При обычном использовании она не выделяет вредных химических веществ и остается нейтральной по отношению к окружающей среде. 

Соответствие TPR различным международным стандартам безопасности для использования в контакте с человеком, пищевыми продуктами и в медицинских целях. Например, REACH, ПАУ, EN 71-3, ASTM F963, FDA 21 CFR 177.2600 и USP Class VI. 

Следовательно, если вы выберете правильную оценку, TPR безопасен для контакта с человеком, пищевой промышленности, щадящей химической обработки и медицинских изделий. 

Что такое силиконовый материал?

Силиконовые материалы

Силикон — это ещё один резиноподобный материал, относящийся к термореактивным эластомерам, что означает, что он не плавится и не восстанавливает свою форму. В отличие от термореактивного каучука (TPR), силикон изготавливается путём отверждения путём сшивания полимерных цепей. 

Рассматривая его внутренний состав, можно обнаружить, что в его основе лежит силоксановая цепь, состоящая из кремния, кислорода и углеводородов в качестве ключевых компонентов, а также различных катализаторов и наполнителей. В то же время, процесс вулканизации преобразует этот состав в гибкий материал с резиноподобными свойствами.

Кроме того, литье под давлением силикона представляет собой более сложную задачу и несовместимо с традиционным оборудованием и оснасткой для литья термопластов. Для этого требуется оборудование для формования LSR или термореактивных полимеров, а также специализированная оснастка.

Свойства силикона 

К свойствам силикона относятся химическая стойкость, эластичность, термостойкость, механическая прочность и твердость. Подробнее:

• Эластичность: Это упругий материал с высоким удлинением при разрыве. Модуль упругости Юнга достигает 4 МПа. 
• Химическая устойчивость: Подобно термопластичной резине (TPR), она также устойчива к химическим растворам и некоторым органическим растворителям, за исключением кислот высокой концентрации. Кроме того, она отталкивает воду.
• Термическая стабильность: Силикон стабилен до 300 °C, после чего начинает медленно разлагаться.
• Механическая сила: Наполнители в силиконовых композициях, такие как осажденный диоксид кремния, обеспечивают хорошую прочность на растяжение и сопротивление разрыву.
• Твердость: Силикон также бывает мягким и твердым, с твердостью от ~10 до 90 по Шору А.

TPE и силикон — это одно и то же?

ТПЭ материал

Нет, термопластичные эластомеры (ТПЭ) и силикон — это не одно и то же. ТПЭ (термопластичные эластомеры) обладают текучестью пластика после плавления, тогда как силикон — это термореактивный эластомер, который не может быть повторно расплавлен после вулканизации. 

Зачастую поставщики и производители используют термин «силиконовый ТПЭ» для обозначения термопластичных эластомеров из-за схожей эластичности, но ТПЭ и силикон — это, по сути, разные материалы. 

→Ты можешь читать TPR против TPE здесь.

Основные различия между TPR и силиконом

TPR против силиконовых деталей

Силикон — это термореактивный эластомер, обладающий высокой термостойкостью и считающийся более подходящим для медицинского применения. С другой стороны, термопластичная резина (TPR) более экономична и эластична. Аналогично, эти два материала различаются по уровню твердости, экологичности, эксплуатационным характеристикам, предпочтениям в применении и т.д.  После обсуждения того, что представляют собой термопластичная резина (TPR) и силикон по отдельности, теперь мы можем сравнить силикон и TPR по различным конкретным критериям. 

Состав материала

TPR представляет собой термопластичный полимер и эластомер, сшитые вместе, тогда как силикон состоит из силоксана (Si–O) и органических боковых групп. Прочные неорганические связи в силиконе делают его состав более стабильным по сравнению с TPR. 

Strenght

Как правило, термопластичная резина (TPR) обладает более высокой прочностью на разрыв и удлинением при разрыве, чем силикон. Однако, в зависимости от марки сравниваемого материала, результаты сравнения могут отличаться. 

Твердость

Термопластичная резина (TPR) обладает более высокой твердостью, чем силикон, и может быть изготовлена ​​с широким диапазоном уровней твердости (от 0 до 100 по Шору А), что делает ее более подходящей для формования рукояток электроинструментов, подошв обуви и промышленных уплотнений. 

Долговечность и устойчивость 

TPR более подвержен необратимой деформации под воздействием постоянных нагрузок и имеет меньший срок службы — 5-10 лет. С другой стороны, силикон служит до 20 лет. Кроме того, TPR легко поддается переработке в новые формы и конструкции, в то время как переработка отвержденного силиконового каучука представляет собой сложную задачу. Поэтому TPR является более экологичным материалом. 

Простота литья под давлением

При придании заготовке желаемой формы силикон подвергается процессу вулканизации, что делает его более сложным в обработке и требует специализированных формовочных машин и пресс-форм. С другой стороны, термопластичный каучук (TPR) легче поддается литью под давлением, что обеспечивает быстрые производственные циклы. 

Настройки приложения 

Термопластичная резина (TPR) подходит для изготовления рукояток потребительских товаров, подошв обуви, деталей, полученных методом литья под давлением, и промышленных компонентов. С другой стороны, силикон предпочтительнее для высокотемпературных уплотнений, электроизоляции, компонентов медицинских изделий и т. д.

Стоимость материала 

Силикон дороже термопластичной резины (TPR), и существуют специализированные биосовместимые и другие марки, предназначенные для конкретных применений. Следовательно, высокие эксплуатационные характеристики и долговечность могут оправдать инвестиции. 

Подробнее: Термореактивный материал против термопластика

Факторы, которые следует учитывать при выборе между термопластичной резиной (TPR) и силиконом.

Как термопластичный каучук (TPR), так и силикон обладают множеством преимуществ, и выбор подходящего варианта для ваших деталей требует учета многих факторов. Он включает в себя определение требований к применению и анализ того, какой из материалов силикона или термопластичного каучука (TPR) с большей вероятностью им соответствует. 

Рассмотрим приведенный ниже список факторов отбора:

• Требуемые механические характеристики: Используйте термопластичную резину (TPR), когда ваши детали/изделия должны выдерживать высокие нагрузки и риск истирания, а силикон — когда требуется длительная устойчивость к деформации. 
• Рабочая температура: Учитывайте температуру, при которой должны работать детали. Силикон подходит для более высоких температур, до 250 °C.
• Требуемая гибкость: При выборе области применения следует учитывать диапазон удлинения при разрыве; силикон обладает большей гибкостью.
•  Долговечность: Учитывайте требуемый срок службы деталей изделий в зависимости от области применения.
• Нормативные сертификаты: В зависимости от отрасли, для которой вы производите детали, проверьте отраслевые нормы или сертификаты, которым должны соответствовать используемые материалы.
• Экономическая эффективность: При выборе материала учитывайте оптимальное соотношение цены и качества, одновременно удовлетворяя требованиям конкретного применения. Это не означает, что необходимо жертвовать функциональностью и производительностью необходимых деталей ради снижения стоимости.

Подведение итогов

В конечном итоге, выбор между термопластичным каучуком (TPR) и силиконом зависит от требований к эксплуатационным характеристикам, экономической эффективности и совместимости с условиями эксплуатации. Термопластичная резина (TPR) — идеальный выбор для производства экономичных деталей с приятной на ощупь поверхностью и хорошей износостойкостью. В то же время силикон отличается высокой термостойкостью, устойчивостью к воздействию химических веществ, стабильностью размеров и безопасностью для медицинского применения.

Если вам необходимы дополнительные консультации по выбору материалов или услуги литья под давлением Для заказа деталей по индивидуальному заказу обращайтесь в Boda. Мы — профессиональный производитель, работающий по принципу «изготовление на заказ», с более чем десятилетним опытом работы в отрасли, предоставляющий комплексные производственные решения для различных отраслей.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

TPR лучше силикона?

Термопластичная резина (TPR) не всегда лучше. Силикон превосходит её по термической стабильности, химической стойкости и долговечности. 

В чём заключаются недостатки материала TPR?

К основным недостаткам термопластичных пластиков относятся низкая термостойкость, склонность к деформации под постоянным напряжением, а также меньшая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и химическим веществам.

TPE — это силикон?

Нет, TPE — это не силикон; это разные материалы.