Эластомер против силикона: всестороннее сравнение. Раскрытие ключевых истин выбора материала

В современном производстве выбор материала определяет срок службы изделия и его конкурентоспособность на рынке. Многие часто путают «эластомер» и «силикон», даже считая их синонимами. Хотя силикон — это тип эластомера, он принципиально отличается от традиционных термопластичных эластомеров (ТПЭ, ТПР, ТПУ и т. д.). В этой статье рассматриваются основные различия, преимущества и недостатки этих двух материалов, сферы применения и рекомендации по их приобретению. Цель статьи — помочь разработчикам продукции, менеджерам по закупкам и предпринимателям лучше понять различия между эластомерами и силиконами, что позволит им принимать оптимальные решения при разработке новых продуктов и выборе материалов.

Что такое эластомер?

Эластомеры обычно относятся к материалам, которые возвращаются к своей первоначальной форме после снятия внешнего воздействия. Однако материалы, обладающие эластичностью, не обязательно являются эластомерами. Эластомеры — это полимерные материалы, которые значительно деформируются при слабом напряжении, а затем быстро возвращаются к практически исходному состоянию и размеру после релаксации напряжения.

Эластомеры — это общее название класса полимерных материалов с высокой эластичностью. основные характеристики составляют:

Научная классификация эластомеров

На основе их свойства материалаЭластомеры можно классифицировать следующим образом:

Что такое силиконовый гель/силиконовая резина?

Силиконовая резина демонстрирует превосходные устойчивость к низким температурам и может работать при температурах до -60°C. Введение фенильных групп повышает его устойчивость к низким температурам до -73°C. Силиконовый каучук также обладает выдающимися термостойкость, способный длительно работать при температуре 180°C и сохранять эластичность в течение недель или дольше при температурах чуть выше 200°C. Он также может выдерживать кратковременные температуры, превышающие 300°C. Силиконовый каучук также обладает отличными свойствами воздухопроницаемость, с самой высокой скоростью пропускания кислорода среди синтетических полимеров. Кроме того, силиконовый каучук физиологически инертный и несвертываемость, что делает его широко используемым в медицинской сфере.

Силиконовый каучук обычно классифицируется по его предварительно вулканизированной форме на твердая силиконовая резина и жидкая силиконовая резина; по температуре вулканизации в силиконовая резина, вулканизированная при комнатной температуре и высокотемпературная вулканизированная силиконовая резина.

В зависимости от используемых мономеров их можно разделить на: метилвинил силиконовый каучук, метилфенилвинилсиликоновый каучук, фторсиликон и нитрил-силиконовый каучук.

В зависимости от производительности и области применения его можно разделить на: общее назначение, устойчив к сверхнизким температурам, сверхвысокотемпературный, высокая сила, маслостойкий и медицинские типыСиликоновый каучук подразделяется на термовулканизированный (высокотемпературный силикон HTV) и вулканизированный при комнатной температуре (RTV). Силиконовый каучук RTV, в свою очередь, подразделяется на каучук, вулканизированный реакцией поликонденсации и каучук, вулканизированный реакцией присоединения. Высокотемпературный силиконовый каучук в основном используется для производства различных изделий из силиконового каучука, в то время как силиконовый каучук, вулканизированный при комнатной температуре, используется в основном в качестве клеев, заливочных материалов или форм.

Наиболее распространённым типом силиконового каучука является вулканизированный горячим способом силиконовый каучук, который подразделяется на метилсиликоновый каучук (MQ), метилвинилсиликоновый каучук (VMQ, имеющий наибольшую область применения и представленный в самых разных марках) и метилвинилфенилсиликоновый каучук (PVMQ), устойчивый к низким температурам и радиации. К другим типам относятся нитрилсиликоновый каучук и фторсиликоновый каучук. Эти каучуки широко используются в средствах по уходу за младенцами и детьми, в медицине, электронике и авиации.

Как видно из вышесказанного, все силиконы являются эластомерами, но не все эластомеры являются силиконами.

ZSR — производитель полного цикла услуг по изготовлению силиконовых изделий на заказ, предлагающий полную индивидуальную разработку — от разработки пресс-форм и создания прототипов до массового производства и упаковки.

Связаться с ZSR если у вас есть какие-либо изделия из силикона, которые необходимо изготовить.

Почему следует различать эластомеры и силикон?

Силикон больше подходит для применения в пищевой и медицинской промышленности. Он обладает чрезвычайно высокой термостойкостью (от -60°C до 250°C), озоностойкостью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, нетоксичен и экологичен. Однако он дорогой, сложен в обработке и обладает меньшей износостойкостью, чем обычные эластомеры. Его механическая прочность ограничена, и изделия из силикона, как правило, стоят дороже. Кроме того, стоимость материала и форм для силикона выше, чем у ТПЭ/ТПР.

TPE/TPEE обладают более низкой стоимостью, разнообразными физическими свойствами (маслостойкостью, износостойкостью и хорошей эластичностью) и отлаженной переработкой. Однако большинство из них устойчивы к низким температурам, подвержены старению, воспламеняемы и обладают ограниченной химической стабильностью. Они больше подходят для компонентов бытовой электроники, требующих крупносерийного и недорогого литья под давлением.

Сертификаты и правила:

Медицинские приборы и товары для детей часто требуют сертификации, такой как FDA/LFGB/ISO10993, которой, скорее всего, соответствуют изделия из силикона. Однако ТПЭ часто используется для корпусов и рукояток обычных спортивных трекеров.

Когда следует учитывать разницу между эластомером и силиконом?

На этапе разработки нового продукта: дизайнерам продукта/промышленным дизайнерам/основателям стартапов необходимо выбрать правильный материал, исходя из позиционирования продукта, тщательно учитывая его характеристики, технологию обработки и условия применения. Например, для детских товаров, медицинских расходных материалов и кухонных принадлежностей выбор материала необходимо делать на ранних этапах, чтобы избежать ошибок, и предпочтительным материалом является силикон.

На этапе оптимизации затрат: менеджеры по закупкам оценивают поставщиков, контролируют затраты и обеспечивают сроки поставки, а также ищут баланс между производительностью и стоимостью. При замене силикона для снижения цены можно рассмотреть вариант с термопластичным эластомерным (ТПЭ).

На этапе функциональной модернизации: например, силикон превосходно проявляет себя в условиях высоких температур и химической стойкости.

Конечные потребители и бренды всё больше заботятся о «защите окружающей среды, здоровье и безопасности». Они уделяют большое внимание сроку службы продукции, её безопасности и комфорту. Поэтому при выборе продукции необходимо тщательно учитывать используемый материал.

Команда ZSR работает с владельцами брендов из разных отраслей, менеджерами по разработке продукции, менеджерами по продукции, дизайнерами продукции вместе и предлагает им OEM ODM решение от проектирования формованных силиконовых изделий, создания прототипов до производства силиконовых изделий контракт производство, печать, упаковку для обеспечения успеха ваших силиконовых проектов. Мы располагаем возможностями для производства силиконовой оснастки, изделий из высокотемпературного силикона (HTV), формованного силикона LSR и формованных разноцветных силиконовых изделий.

Связаться с ZSR начните свои индивидуальные проекты из силикона.

Где применяются эластомер и силикон?

силиконовый: Медицинские приборы, товары для матери и ребёнка, кухонная утварь, материалы, контактирующие с пищевыми продуктами, высокотемпературные уплотнители, герметизация и защита электронных компонентов. Примеры включают пустышки, кухонную утварь, медицинские катетеры, уплотнительные кольца и авиационные компоненты.

Эластомеры (TPE/TPR): чехлы для ручек, чехлы для мобильных телефонов, игрушки, промышленное оборудование, нефте- и газопроводы, спортивный инвентарь, защитное снаряжение, автомобильные уплотнители, промышленные конвейерные ленты, детали из низкотемпературной резины и потребительские товары, чувствительные к стоимости.

Прецизионная силиконовая форма/инструмент ZSR,Силиконовое компрессионное формование(32 комплекта), силиконовая формовка, Жидкая силиконовая резина для литья под давлением: Формование LSR, Формование жидкой силиконовой резины, Многослойное формование LSR (LSR/Термопласт/Металл), силиконовая формовка капельВозможности позволяют нам производить любые типы изделий из силиконовой резины для нужд вашей компании в бесконечном разнообразии дизайна, функций, материалов, структур, форм, размеров, цветов, логотипов, узоров, упаковок, конфигураций этикеток и т. д. Изготовленные на заказ силиконовые изделия производство для различных нужд по всему миру — от эскиза до готовой поставки, гарантируя высокое качество силиконовых изделий для различных отраслей промышленности: от промышленного, потребительского, коммерческого до медицинского применения.

Как производить изделия из силикона или эластомера

Силиконовые:

Методы производства в первую очередь включают литье под давлением, литье под давлениеми экструзия.

Процесс производства силиконовых изделий включает несколько этапов, начиная с концепции дизайна силиконовых изделий, выбора материала, разработки прототипов, печати логотипа или брендинга, изготовления силиконовой оснастки и форм, смешивания и подготовки материалов, формовки и придания формы силикону, отверждения и охлаждения, извлечения из формы, контроля качества, очистки и упаковки и заканчивая отправкой для создания персонализированных и фирменных формованных силиконовых изделий или других силиконовых изделий.

Несмотря на то, что технологический цикл относительно длительный, а затраты на пресс-формы высоки, точность и производительность продукта стабильны.

Компания ZSR располагает 32 комплектами машин для компрессионного формования, 12 комплектами машин для формования жидкого силиконового каучука, 8 комплектами машин для совместного литья силикона для обеспечения стабильной производительности производства вашей продукции.

Эластомер (TPE/TPR/TPU):

Часто используется литье под давлением, которое обеспечивает высокую скорость процесса и позволяет осуществлять вторичное литье под давлением с использованием твердых пластиков, таких как ПП/АБС, что делает его пригодным для крупномасштабного производства.

Как выбрать эластомер или силикон?

• На основе рабочей температуры: Если продукт должен выдерживать высокие или низкие температуры или контактировать с пищевыми продуктами или использоваться в медицинских целях, предпочтительным вариантом будет силикон.
• На основе требований к физической работоспособности: Для износостойкости и маслостойкости выбирайте специализированные эластомеры; для мягкости, нетоксичности и простоты очистки выбирайте силикон.
• В зависимости от объема производства: Для крупносерийной бытовой электроники, игрушек или общих противоскользящих применений выбирайте TPE, TPR или TPU.
• На основе бюджета: Эластомеры более дешевы и экономичны для массового производства; силикон подходит для изделий с высокой добавленной стоимостью.

Какова стоимость изделий из силикона или эластомера?

Силиконовые: Цена на сырье составляет 5–30 долларов США/кг (в зависимости от сорта и сертификации). Стоимость пресс-форм высока, особенно для материалов пищевого и медицинского назначения. Переработка также требует сложного оборудования, что приводит к повышению общей стоимости. Это делает его пригодным для производства продукции с высокой добавленной стоимостью.

ТПЭ/ТПР: Цены на эластомерное сырье относительно низкие и составляют от 3 до 8 долларов США/кг. Стоимость форм и технологического оборудования умеренная, что делает его пригодным для производства товаров массового спроса.

Как контролировать качество изделий из силикона или эластомера?

силиконовый

Материал: Контролируйте качество сырья во время закупки и выбирайте сертифицированных поставщиков; выбирайте сырье с сертификатами FDA и LFGB.

Строго контролировать процесс производства, уделяя особое внимание однородности смешивания и контролю процесса вулканизации.

Испытания готовой продукции гарантируют, что физические свойства (например, прочность на растяжение, прочность на разрыв и твердость) соответствуют стандартам.

Эластомеры

Особое внимание следует уделить отклонению твердости, упругости и адгезии к подложке.

Как чистить изделия из силикона или эластомера?

Изделия из ТПЭ/ТПР: Избегайте высокотемпературной очистки. Они легко разъедаются маслом и смазкой, поэтому лучше всего чистить их тёплой водой с нейтральным моющим средством. Регулярно протирайте влажной тканью, чтобы избежать коррозии от органических растворителей.

Силиконовые: Силикон обладает превосходной химической стойкостью и выдерживает стерилизацию высокотемпературным паром и многократную мойку. Его можно стерилизовать кипящей водой или высокотемпературным паром. Он устойчив к старению и подходит для использования в медицинской и пищевой промышленности.

Больше часто задаваемых вопросов

1. Что более экологично — силикон или обычные эластомеры?

Силикон стабилен и не содержит летучих веществ, что затрудняет его переработку. Однако он нетоксичен и не имеет запаха, что делает его более соответствующим тенденциям устойчивого развития. В целом, его экологические характеристики превосходят некоторые синтетические эластомеры, но особенности зависят от состава материала.

2. Может ли силикон заменить все ТПЭ?

Нет. ТПЭ остается предпочтительным материалом для крупносерийных и недорогих изделий.

3. Что более устойчиво к высоким температурам — эластомер или силикон?

Стойкость силикона к высоким температурам значительно превосходит стойкость большинства эластомеров, что делает его пригодным для использования в условиях высоких температур.

4. Подходит ли силикон для детских игрушек?

Пищевые и медицинские силиконы отлично подходят для этой цели, поскольку они безопасны, нетоксичны и мягки на ощупь.

5. Что можно сделать с изделиями из эластомера, которые легко деформируются?

Отрегулируйте степень отверждения формулы, чтобы увеличить плотность сшивки и улучшить эластичность и упругость.

6. Почему силикон кажется более «премиальным»?

Поскольку изделия из силикона обработаны тактильным маслом, они мягкие, нежные на ощупь, устойчивы к образованию пыли и эргономичны.

Резюме

Понимание различий и преимуществ между ними и их интеграция с реальными потребностями клиентов может обеспечить точную поддержку для разработки продуктовых и маркетинговых стратегий бренда, помогая компаниям добиваться технологических прорывов и коммерческого успеха. Хотя и эластомеры, и силиконы относятся к одной и той же категории эластичных материалов, эластомеры представляют собой широкую категорию, при этом силиконы обеспечивают наивысшие характеристики. Однако различия в физической структуре, химическом составе и эксплуатационных характеристиках приводят к значительным различиям в их применимости, стоимости и методах обработки. Силикон, благодаря своей превосходной термостойкости, экологичности и безопасности, стал предпочтительным выбором в высокотехнологичных приложениях, таких как медицина, детские товары, кухонная утварь и авиация. Эластомеры, с другой стороны, продолжают доминировать в промышленном производстве и традиционных приложениях благодаря своей универсальности и ценовым преимуществам и подходят для потребительской электроники, спорта и игрушек.

При выборе материалов заказчики должны учитывать позиционирование продукта, среду применения, требования сертификации и бюджет затрат.

Если вам нужны безопасность, долговечность и первоклассный опыт, выбирайте силикон; если же вам важны стоимость и эффективность производства, выбирайте другие эластомеры.

Если вам нужен выбор материала, сравнение параметров материалов, примеры применения и индивидуальные решения, пожалуйста, связаться с ZSR. Наша команда экспертов предоставит вам индивидуальные технические и рыночные консультационные услуги.

Дальнейшее чтение