Borracha de silicone VS EPDM

A borracha de silicone e o EPDM (borracha de monômero de etileno-propileno-dieno) são elastômeros amplamente utilizados nas indústrias automotiva, da construção civil, eletrônica, de eletrodomésticos, alimentícia, médica e de bens de consumo. No entanto, devido às suas diferentes estruturas moleculares, apresentam diferenças significativas em termos de resistência à temperatura, resistência ao envelhecimento, resistência química, flexibilidade e áreas de aplicação. Frequentemente, são comparados e selecionados em conjunto.

Qual é mais adequado para ambientes de alta temperatura?

Qual é mais resistente ao ozono e aos raios UV?

Existe uma diferença de custo significativa?

Para produtos em contato com alimentos, quais atendem aos padrões da FDA ou da UE?

Devo usar silicone ou EPDM?

Este artigo compara sistematicamente a borracha de silicone e o EPDM para ajudar engenheiros, compradores, marcas e empreendedores a tomar a decisão correta.

Qual a diferença entre borracha de silicone e EPDM?

Borracha de silicone (silicone): Composta por uma cadeia principal de polisiloxano com cargas e agentes de reticulação, possui uma estrutura de cadeia principal Si–O–Si e está disponível em vários graus, incluindo HTV (vulcanizada a alta temperatura), LSR (borracha de silicone líquida) e RTV (vulcanizada à temperatura ambiente). Oferece excelente resistência a altas e baixas temperaturas (de -60 °C a +250 °C) e alta inércia fisiológica. É amplamente utilizada em produtos para bebês, alimentos, dispositivos médicos e vedações automotivas de alta temperatura.

EPDM (Monômero de Etileno Propileno Dieno): Fabricado pela copolimerização de etileno, propileno e um monômero terciário (como o dieno), é uma borracha sintética com estrutura de cadeia saturada. É utilizado principalmente em impermeabilização de telhados, vedações de portas e janelas, tubulações de água de refrigeração automotiva, tiras de vedação automotivas e membranas de impermeabilização de telhados. Apresenta excelente resistência ao ozônio, às intempéries e ao envelhecimento.

Por que comparar borracha de silicone com EPDM?

Como ambos são comumente usados ​​em vedações, juntas, tubulações e produtos de consumo, mas seu desempenho e custo diferem significativamente, entender as diferenças entre os dois é crucial para a seleção de materiais do projeto e para as decisões de aplicação do cliente.

Silicone:

EPDM:

No entanto, o EPDM é facilmente danificado por óleo, combustível e solventes orgânicos apolares, o que o torna inadequado para uso em ambientes à base de óleo.

A escolha do material errado durante a fase de projeto pode resultar em desperdício dispendioso ou falha do produto.

Quem tem interesse na diferença entre borracha de silicone e EPDM?

Os engenheiros de P&D de marcas ou fabricantes precisam selecionar materiais. Quando os produtos exigem materiais resistentes a altas temperaturas, para contato com alimentos ou de grau médico , o silicone é a escolha preferida. Quando os produtos exigem resistência às intempéries , resistência aos raios UV e produção em larga escala e baixo custo , o EPDM é a escolha preferida. Em aplicações mistas (como peças automotivas), silicone e EPDM podem ser usados ​​em algumas aplicações.

Gerentes de compras de empresas usuárias de acessórios: Eles priorizam custo e estabilidade de fornecimento. Quando o baixo custo é uma prioridade, o EPDM é a escolha preferida.

Marcas de produtos de consumo e empreendedores: É preciso equilibrar as certificações de segurança com o posicionamento de mercado. O silicone é a escolha preferida para chupetas, utensílios de cozinha, cateteres médicos, selos eletrônicos e dispositivos vestíveis. O EPDM é a escolha preferida para vedações de portas e janelas automotivas, membranas de cobertura, vedações de tubulações industriais e selantes de construção.

Fornecedores de materiais de construção e pessoal de manutenção: O EPDM é um material sensível a vedações externas e membranas de telhado. É adequado para ambientes de exposição prolongada, como impermeabilização de telhados de edifícios, vedações de portas automotivas e vedações de sistemas de climatização (HVAC).

Compradores e engenheiros de fabricantes de equipamentos originais (OEM) automotivos: Eles priorizam a resistência a óleo, a altas temperaturas e às intempéries das vedações. São adequadas para vedação em altas temperaturas, contato com alimentos, dispositivos médicos e interfaces eletrônicas de alta temperatura.

Fabricantes industriais: Eles se concentram em equilibrar custo, durabilidade e desempenho. O EPDM é usado principalmente em ambientes externos, de temperatura média e com atrito dinâmico. O silicone é usado para vedação em altas e baixas temperaturas, bem como para aplicações industriais especializadas e de grau alimentício.

Usuários finais: Quando a segurança e a experiência do usuário são importantes, o silicone é a escolha preferida. Quando a durabilidade e o custo são importantes, o EPDM é a escolha preferida.

Como produzir produtos de silicone?

A produção de produtos de silicone utiliza principalmente três processos principais: moldagem por compressão, moldagem por injeção e extrusão. Esses processos são complementados pela preparação da matéria-prima, vulcanização e pós-processamento.

Processo básico de produção

Preparação de matéria-prima:

A borracha de silicone é o material principal utilizado, com a adição de materiais auxiliares como um agente vulcanizante (como peróxido), pasta de cor (paleta de cores Pantone) e um catalisador. A mistura é então homogeneizada em um misturador de borracha.

Processo de moldagem:

Moldagem por compressão: A borracha de silicone sólida é cortada e colocada em um molde de aço. A vulcanização é realizada em um vulcanizador a 150-180°C e pressão de 10-20 MPa durante 3-15 minutos. Este processo é adequado para produtos estruturais simples, como vedações e botões.

Moldagem por injeção: O silicone líquido é misturado em uma máquina de moldagem por injeção, injetado em um molde e vulcanizado rapidamente a baixas temperaturas de 120-160°C. O produto resultante atinge uma precisão de ±0.05 mm e é usado para peças delicadas, como chupetas de bebê e cateteres médicos.

Moldagem por extrusão: O silicone é extrudado em tubos ou folhas usando uma rosca, e então curado em um vulcanizador por meio de micro-ondas ou ar quente antes de ser cortado. Adequado para produtos contínuos, como tubos de silicone e fitas de vedação.

Pós-processamento: Isso inclui corte e rebarbação (manual ou por liofilização), vulcanização secundária (cozimento a 200 °C por 2 horas para remover o odor), tratamento de superfície (pulverização, gravação a laser) e testes de dureza e dimensionais.

Materiais e equipamentos essenciais

Materiais principais:

Borracha de silicone (sólida ou líquida), agentes vulcanizantes bis(2,4-dimetil-2,5-dioxano), sílica fumada (agente de reforço) e óleo de silicone (para ajuste de fluidez).

Equipamentos principais:

Prensa de vulcanização por compressão (pressão de 20 a 200 toneladas).

Máquina de moldagem por injeção de silicone líquido (equipada com parafuso de precisão).

Misturador de borracha a vácuo (uniformidade de mistura >98%).

Linha de vulcanização contínua por micro-ondas (velocidade de 5 a 30 m/min).

A ZSR possui uma ampla gama de moldes e ferramentas de silicone de precisão, incluindo moldagem por compressão de silicone (42 conjuntos), sobremoldagem de silicone, moldagem por injeção de borracha de silicone líquida (LSR), sobremoldagem de borracha de silicone líquida, injeção múltipla de LSR (LSR/termoplástico/metal) e moldagem por gotejamento de silicone. Essas capacidades nos permitem fabricar qualquer tipo de produto de borracha de silicone para atender às necessidades da sua empresa, em uma infinidade de designs, funções, materiais, estruturas, formatos, tamanhos, cores, logotipos, padrões, embalagens, configurações de rótulos, etc.

Pontos-chave de controle do processo

Tolerância à temperatura: A temperatura de vulcanização do molde deve ser controlada dentro de uma faixa de ±2°C. Uma diferença de temperatura superior a 5°C durante a moldagem por injeção pode causar deformação do produto.

Correspondência de pressão: A pressão de moldagem é inversamente proporcional à espessura do produto. Um produto com 1 mm de espessura requer 15 MPa, e a pressão diminui 3 MPa para cada aumento de 1 mm na espessura.

Controle de tempo: A vulcanização do silicone tem um período de pré-vulcanização (aproximadamente 3 minutos a 120°C). O preenchimento do molde deve ser concluído antes que a pré-vulcanização ocorra.

A ZSR conta com uma sólida equipe de engenharia e design, composta por 12 especialistas com mais de 20 anos de experiência. Oferecemos serviços e suporte personalizados para projetos em todas as etapas do desenvolvimento de produtos. Desde a concepção, seleção de materiais de silicone, engenharia, prototipagem e testes, até a produção em larga escala e montagem final.

Como produzir produtos de EPDM?

O processo de produção de produtos de EPDM (monômero de etileno-propileno-dieno) varia dependendo do tipo de produto. A seguir, apresentamos uma visão geral dos principais métodos de produção:

Processo de Produção de Membrana Impermeabilizante

Preparação da matéria-prima: Utilizam-se principalmente copolímeros de etileno, propileno e dieno, com adição de agentes de soldagem a quente de poliolefinas (como o DOP), negro de fumo e aceleradores.

Vulcanização contínua: As matérias-primas são misturadas em uma extrusora de alimentação fria e, em seguida, vulcanizadas continuamente (a uma temperatura controlada de 250-280 °C) para formar chapas.

Soldagem: Utiliza-se soldagem a ar quente ou colagem adesiva, com aplicação de pressão por rolo para obter soldas eficazes com 40 a 50 mm de largura.

Processo de Produção de Grânulos de Borracha

Processamento da matéria-prima: A borracha bruta é aquecida e misturada em um misturador interno, depois tem sua cor ajustada e é prensada em blocos longos.

Trituração por vulcanização: A borracha bruta é colocada em um tanque de vulcanização e vulcanizada. Após a vulcanização, a borracha vulcanizada é triturada em grânulos e embalada por tamanho.

Características ecológicas: Utiliza-se uma fórmula não tóxica com ingredientes antifúngicos e antibacterianos, garantindo uma manutenção fácil (limpeza com água ou detergente neutro).

Processo de Produção de Mangueiras

Mistura da matéria-prima: A borracha bruta é misturada com agentes de composição (como agentes vulcanizantes e fibras de reforço) até obter uma mistura homogênea.

Extrusão: O tubo interno, a camada de reforço e o tubo externo são produzidos utilizando uma extrusora.

Vulcanização: A reticulação e a cura são realizadas utilizando alta temperatura ou radiação para formar uma estrutura de rede tridimensional.

Produção geral de produtos de borracha

Massagem e Mistura: A borracha bruta e os agentes de composição são misturados uniformemente usando um moinho aberto ou um misturador interno.

Moldagem: A moldagem é realizada por meio de processos como calandragem e extrusão, ou por vulcanização em autoclave.

Pós-processamento: Desmoldagem, etiquetagem, inspeção e embalagem para envio.

Diferentes produtos exigem formulações e parâmetros de processo personalizados com base em requisitos específicos. Por exemplo, membranas impermeáveis ​​priorizam a soldabilidade, enquanto grânulos de borracha enfatizam a resistência ao desgaste e o respeito ao meio ambiente.

Como escolher entre borracha de silicone e material EPDM?

Se o produto exigir resistência a altas temperaturas (acima de 150 °C), resistência a óleo , ser próprio para contato com alimentos e ter flexibilidade a longo prazo , recomenda-se o uso de silicone .

Se forem necessários resistência às intempéries , resistência à abrasão , resistência à água ou se o custo for um fator crítico , o EPDM é a opção preferida.

O silicone é preferido para aplicações alimentares/médicas ; o EPDM pode ser uma opção para aplicações industriais/automotivas.

Como controlar a qualidade de produtos de borracha de silicone?

O controle de qualidade de produtos de silicone exige um controle abrangente em todo o processo, desde as matérias-primas e os processos de produção até os testes do produto final. Os principais pontos de controle são os seguintes:

Gestão de Matérias-Primas

Auditorias de Fornecedores: Selecione fornecedores com certificação ISO e avalie regularmente seus sistemas de gestão da qualidade, capacidades de produção e histórico de qualidade de fornecimento.

Testes de matéria-prima: Cada lote de matéria-prima deve ser testado quanto à aparência, propriedades físicas (dureza, resistência à tração), propriedades químicas (resistência a ácidos e álcalis, resistência ao envelhecimento) e indicadores microbiológicos (para silicone de grau médico/alimentar).

Gestão de Armazenamento: Os armazéns devem ser secos, ventilados e protegidos da luz. O princípio FIFO (primeiro a entrar, primeiro a sair) deve ser implementado para garantir que as matérias-primas sejam utilizadas dentro do prazo de validade.

Otimização do Processo de Produção

Desenvolvimento da fórmula: As fórmulas são desenvolvidas com base no cenário de aplicação, levando em consideração a compatibilidade da matéria-prima, a temperatura de processamento e o tempo de cura para garantir a repetibilidade.

Processo de moldagem: A moldagem por injeção requer controle preciso de pressão, velocidade e temperatura.

A moldagem por compressão requer um projeto de molde otimizado, temperatura de pré-aquecimento adequada e posicionamento preciso dos orifícios de ventilação.

Pós-processamento: Isso inclui rebarbação, limpeza, secagem e tratamento de pós-cura para aumentar a durabilidade e a segurança do produto.

Controle e Teste de Qualidade

Gestão de Cenários Especiais

Grau médico: Requer testes de biocompatibilidade ISO 10993 e as matérias-primas devem estar em conformidade com a certificação FDA/LFGB.

Grau alimentício: Os testes focam na contaminação microbiana e na estabilidade química.

Na ZSR, compreendemos a importância da qualidade. Nosso sistema de controle de qualidade em todo o processo garante que nossos clientes recebam os produtos qualificados, conforme aprovado antes da produção em massa.

Como controlar a qualidade dos produtos EPDM?

O controle de qualidade dos produtos EPDM exige uma análise rigorosa desde as matérias-primas, passando pela produção e pelas etapas de construção, para garantir a conformidade com as normas nacionais e os requisitos de proteção ambiental. Os principais pontos de controle são os seguintes:

Controle de qualidade de matéria-prima

Indicadores ambientais: Os grânulos de EPDM devem atender aos requisitos da norma GB/T 14833-2020, com chumbo solúvel ≤ 30 mg/kg e ausência de detecção de 18 hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs); o adesivo de poliuretano deve apresentar teor de TDI ≤ 0.2% e emissão de TVOC ≤ 0.1 mg/m³ (teste de circuito fechado de 72 horas).

Propriedades físicas: Tamanho das partículas de 0.5 a 3 mm, taxa de aprovação do tamanho das partículas ≥ 95%; teor de sólidos adesivos ≥ 65%, resistência de união à tração ≥ 2.0 MPa.

Seleção de Fornecedores: Priorize fabricantes com certificação ISO 9001/14001. São necessários relatórios de testes da SGS e fichas de dados de segurança (FISPQ) para o mesmo lote de produtos.

Monitoramento do Processo de Produção

Inspeções de fábrica: Verificar a temperatura de mistura dos grânulos de EPDM (150-170 °C) e o tempo de mistura (≥ 15 minutos). Monitoramento em tempo real do valor de pH (6.5-8.5) e da viscosidade (3000-5000 cps) do reator na linha de produção de cola.

Gestão de Lotes: Cada lote de materiais é identificado com um código de rastreabilidade único. Dez por cento dos materiais recebidos são amostrados, com foco na migração de metais pesados ​​e na resistência ao envelhecimento.

Principais controles de construção

Condições ambientais: Temperatura de construção entre 10 e 35 °C, umidade relativa do ar ≤ 75%. As operações são estritamente proibidas em dias chuvosos ou quando o teor de umidade do solo exceder 5%.

Especificações do processo: Espessura do pavimento para pistas respiráveis ​​≥ 8 mm. A camada base de PU para pistas híbridas deve ser aplicada em duas etapas separadas, com um intervalo de ≥ 4 horas.

Registro do processo: Registros diários são mantidos, incluindo o tempo de abertura da cola, o uso e o estado de cura. Imagens de vídeo em alta definição são armazenadas em etapas importantes.

Aceitação e Manutenção

Reinspeção Ambiental: Sete dias após a conclusão, será realizada uma amostragem utilizando o método de grade de 20m x 20m para testar a presença de benzo[a]pireno (≤0.1mg/kg) e parafinas cloradas de cadeia curta (SCCPs ≤0.1%).

Monitoramento a longo prazo: Monitoramento trimestral da dureza da superfície (durômetro Shore A, valor padrão 45-60) e teste anual de simulação de envelhecimento por UV (diferença de cor ΔE ≤3).

Como limpar produtos de borracha de silicone ou produtos de EPDM?

• Para EPDM, evite usar solventes fortes; use água morna e detergente neutro.
• O silicone pode ser limpo com água morna e detergente de alimentos. A esterilização em alta temperatura é permitida.

Qual a quantidade de produtos de borracha de silicone ou de produtos de EPDM?

Silicone : Os preços das matérias-primas são relativamente altos (US$ 3-6/kg) , os custos de moldes e equipamentos de produção são elevados e, no geral, os preços são altos devido aos processos complexos e aos altos custos de certificação.

O preço da matéria-prima EPDM geralmente gira em torno de US$ 2 a US$ 4 por kg ; é adequada para produção em larga escala e tem um baixo custo total.

Mais FAQs

Resumo

Embora o EPDM e a borracha de silicone compartilhem algumas propriedades semelhantes, seus cenários de aplicação diferem significativamente:

Se a aplicação envolver uso externo, impermeabilização, vestuário esportivo, aplicações automotivas e de construção, e exigir temperaturas abaixo de 150°C, o EPDM é a opção mais econômica e durável.

Se o produto exigir resistência a altas temperaturas, vedação flexível, segurança alimentar/médica e adaptabilidade a ambientes extremos, a borracha de silicone é a melhor opção. A borracha de silicone também é adequada para produtos de consumo de alta qualidade e aplicações médicas.

Se a sua base de clientes prioriza segurança, certificações e uma experiência de alta qualidade, escolha a borracha de silicone.

Se a sua base de clientes prioriza custo, resistência às intempéries e produção em grande volume, escolha EPDM.

A escolha final do material deve ser baseada nos requisitos específicos da aplicação, no orçamento e na experiência do usuário. Compreender as diferenças entre os dois materiais garantirá que você faça o investimento certo, atendendo às especificações técnicas e, ao mesmo tempo, agregando valor à sua marca.

A ZSR apoia os produtos de silicone dos nossos parceiros, desde a concepção até o lançamento no mercado. Somos o parceiro preferencial de marcas e varejistas líderes em produtos de silicone. Os produtos de silicone que fabricamos são adequados para diversos setores, incluindo bens de consumo, indústria e medicina. Somos reconhecidos por fornecer produtos de silicone moldados sob medida inovadores, expertise em fabricação e soluções técnicas.

Entre em contato com os especialistas da ZSR para escolher o material ideal para seus projetos.

Leitura

Para requisitos de vedação industrial, o Grupo ZSR é um fabricante experiente de juntas de silicone, atendendo engenheiros e OEMs.