TPE или силикон: какой эластомер подойдет для вашего продукта?
Требования современного рынка к безопасности материалов, долговечности и тактильным ощущениям постоянно растут, и ТПЭ (термопластичный эластомер) и силикон (силикон/гель) становятся основными эластичными материалами. Однако между ними существуют значительные различия в тепловых характеристиках, технологичности и экологичности, что часто ставит дизайнеров, менеджеров по продукту, руководителей отделов разработки и закупщиков в тупик при выборе лучшего материала. В этой статье представлено наглядное сравнение этих двух материалов с акцентом на определения, преимущества и области применения, что поможет им в выборе материала:
Что такое ТПЭ?
TPE — термопластичный эластомер, сочетающий в себе пластическую перерабатываемость с эластичностью резины.
Он пригоден для литья под давлением, экструзии и других процессов и подлежит вторичной переработке.
Что такое силикон?
Силикон — это термореактивный эластомер (типа жидкого силиконового каучука (LSR)).
Он обладает превосходной термостойкостью и биосовместимостью и широко используется в производстве высококачественной медицинской, родильной и кухонной посуды.
Каковы основные различия между силиконом и ТПЭ?
Различные химические структуры:
Основная цепь силикона состоит из кремний-кислородных связей (Si-O), а боковые цепи в основном представляют собой метильные группы (CH₃), которые обладают высокой стабильностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям; основная цепь ТПЭ — это углерод-углеродные связи (CC), которая имеет более гибкую структуру и подходит для литья под давлением.
Сравнение производительности:
- Термостойкость:
- Силикон выдерживает температуры от -60 °C до +250 °C, достигая даже 450 °C в течение коротких периодов времени; ТПЭ выдерживает температуры только приблизительно от -30 °C до +80 °C (варианты медицинского назначения могут достигать 135 °C).
- Возможность вторичной переработки:
- ТПЭ может быть подвергнут формованию в расплаве и вторичной переработке; силикон является сшитым и не подлежит вторичной переработке.
- Износостойкость и химическая стойкость:
- ТПЭ более износостойкий и маслостойкий; силикон — термостойкий, химически стабильный и биосовместимый. Силикон широко используется в медицинских изделиях, в то время как ТПЭ требует дополнительной обработки перед использованием в изделиях, контактирующих с телом человека.
Различия в обработке:
- Силикон требует высокотемпературной вулканизации и формования, что является сложным процессом, не подлежит переработке и приводит к высоким производственным затратам.
- ТПЭ не требует вулканизации и может быть подвергнут непосредственному литью под давлением или экструзии. Отходы ТПЭ подлежат вторичной переработке, что обеспечивает более высокую эффективность производства.
Кого больше всего беспокоят различия между силиконом и ТПЭ?
Менеджеры по закупкам/продукции в сегментах бытовой электроники, игрушек, кухонных принадлежностей, товаров для беременных, медицинских принадлежностей и спортивного инвентаря;
Разработчики и инженеры, использующие эти материалы: Им необходимо сопоставлять свойства материалов и производственные процессы; они ищут альтернативы мягким материалам.
Бренды и покупатели, которые продают продукцию из этих материалов: Они отдают приоритет стоимости, экологичности и дифференциации.
Конечные потребители: они отдают приоритет безопасности продукции, тактильным ощущениям, экологически чувствительным пользователям, матерям и младенцам, а также потребителям, которых беспокоят тактильные характеристики или безопасность материалов; например, долговечность, как в случае с кухонной утварью/товарами для беременных.
Бренды интеллектуальной собственности/креативные, культурные и креативные компании: Они уделяют особое внимание стилю продукта, цвету, тактильным качествам и экологическим аспектам.
Если вы отдаете приоритет экономической эффективности, безопасности и тактильным характеристикам силиконовых изделий, Z.S.R. это ваш лучший выбор.
Когда следует выбирать силикон, а когда — ТПЭ?
- Высокотемпературные применения: кухонная утварь, медицинские приборы и высокотемпературные уплотнения;
- Требования к экологически безопасной переработке: устойчивая упаковка, одноразовая продукция и т. д.;
- Изделия из высокоточных или специализированных материалов: требуют мягкости, приятности для кожи и химической стабильности.
Где применяются силикон и ТПЭ?
- TPE больше подходит для уплотнителей, ручек электрических зубных щеток, стелек, амортизаторов, игрушек для творчества и культуры, аксессуаров для слепых коробок, нескользящих ковриков и фитнес-эспандеров.
- Силикон подходит для изготовления пустышек, детских прорезывателей для зубов, кухонных принадлежностей, медицинских приборов, принадлежностей для выпечки и посуды для микроволновой печи.
Силикон против ТПЭ: как выбрать правильный материал?
1. Сначала определите рабочую температуру изделия: силикон может выдерживать температуру 200–250 °C в течение длительного времени, в то время как ТПЭ — только 70–80 °C. Например, если электроизоляционный уплотнитель должен работать при температуре около 100 °C, силикон предпочтительнее. Если изделие должно работать при температуре выше 80 °C, силикон выдерживает стерилизацию паром при температуре 121 °C и сохраняет стабильные характеристики после многократной стерилизации. ТПЭ требует специальной формулы для достижения той же термостойкости и подвержен старению под воздействием длительных высоких температур. Для изделий, используемых в условиях высоких температур или требующих стерилизации, выбирайте силикон.
2.Силикон отлично восстанавливается после деформации и практически не имеет остаточной деформации.
ТПЭ склонен к необратимой деформации под действием постоянной нагрузки и не подходит для изделий, требующих многократного открывания и закрывания, таких как уплотнения и заглушки.
Для изделий, приоритетом которых являются «точные формы и сертификация биологической безопасности», следует выбирать силикон.
3. Силикон проходит испытания на воздействие масел, таких как оливковое масло, тогда как ТПЭ (твердость ниже 70А) не может.
Подходит для пищевых уплотнителей или компонентов, контактирующих с маслами и жирами.
4. В сфере медицинских приборов:
Силикон обладает превосходной биосовместимостью и широко сертифицирован медицинскими учреждениями, такими как ISO 10993, что делает его пригодным для имплантатов или устройств, контактирующих с телом человека.
Сколько стоят силикон и ТПЭ?
Силиконовые материалы:
ТПЭ:
Медицинский/пищевой силикон: самый дорогой материал, но может повысить престиж бренда и ценность продукта. В последнее время, из-за влияния импортных пошлин на платиновые катализаторы, стоимость жидкого силиконового сырья выросла на 18%, что еще больше подтолкнуло к росту цен на конечную продукцию (например, силиконовые тарелки подорожали на 12-15%).
TPE: Цена стандартного TPE колеблется от 14 000 до 28 000 юаней за тонну, что ниже, чем у силикона. Специальные виды (например, пищевой TPE) могут быть немного дороже, но в целом они все же имеют преимущества с точки зрения стоимости.
Силиконовые изделия: цены, как правило, выше, чем на изделия из термоэластопласта (TPE). Высококачественные силиконовые изделия (например, секс-куклы) раньше стоили десятки тысяч юаней из-за высоких технических барьеров и стоимости сырья.
Как мы контролируем качество изделий из ТПЭ и силикона?
Изделия из силикона:
Во-первых, мы контролируем дизайн изделия. После того, как заказчик получит изделие, наша инженерная команда проведет оценку технологичности изготовления (DFM) силиконового изделия и предоставит рекомендации, подходящие для массового производства и отвечающие требованиям заказчика.
Во-вторых, мы контролируем поступающее сырье. Мы закупаем сертифицированное FDA/LFGB силиконовое сырье и проводим входной контроль качества, проверяя его твердость, чистоту, цвет и другие параметры. Мы также маркируем и этикетируем его, чтобы гарантировать соответствие используемого в производстве сырья требованиям качества.
Третий этап: проектирование и изготовление пресс-форм: Мы проектируем силиконовые пресс-формы для производства, исходя из требований заказчика к продукции. Мы используем вакуумную дегазацию и контролируемый объем впрыска для уменьшения количества внешних пузырьков, контроля зазора в пресс-форме и эффективного удаления клея, что обеспечивает точность размеров силиконового изделия. Обработка фтором/распыление разделительного состава может улучшить сцепление с пресс-формой.
В-четвертых, в процессе производства мы добавляем антижелтеющие добавки или выбираем высокопрозрачные составы для повышения устойчивости силиконовых изделий к старению . Добавление армирующих/сшивающих добавок позволяет достичь желаемой прочности на разрыв. Кроме того, визуальный осмотр, плановые проверки и 100% полная проверка гарантируют, что все силиконовые изделия, покидающие завод, соответствуют стандартам качества.
Изделия из ТПЭ:
- Выбирайте материалы TPE, соответствующие требованиям REACH и ROHS.
- Контроль температуры пресс-формы, полировка поверхности и оптимизированная конструкция вентиляционных канавок пресс-формы сводят к минимуму образование внешних пузырьков и прилипание пресс-формы.
- Отрегулируйте скорость впрыска и время выдержки, используйте устойчивые к УФ-излучению и маслу ТПЭ и выбирайте высокоэластичные ТПЭ на основе СЭБС, чтобы добиться точности размеров изделия, стойкости к старению и прочности на разрыв.
Изготовленные на заказ силиконовые изделия | Обслуживание OEM/ODM
Больше часто задаваемых вопросов
ТПЭ имеет широкий диапазон мягкости (от 0 до 90 А по Шору) и может регулироваться в зависимости от рецептуры. Силикон, как правило, мягче на ощупь, но некоторые ТПЭ с низкой твёрдостью по текстуре ближе к коже младенца.
ТПЭ (термопластичный эластомер) пригоден для вторичной переработки и более подходит для экологичного производства. Силикон, хотя и не так легко перерабатывается, пригоден для повторного использования и более долговечен. Всё зависит от конкретного применения.
Силикон более термостойкий (200–250 °C), что делает его пригодным для использования в микроволновых печах и выпечке. Термопластичный эластомер (ТПЭ) обычно имеет термостойкость 100–150 °C.
Большинство термопластичных эластомеров (ТПЭ) не содержат латекса, что делает их более подходящими для людей с аллергией на латекс. Тем не менее, рекомендуется выбирать термопластичные эластомеры медицинского назначения, сертифицированные FDA или REACH.
Для изделий, требующих высокотемпературной стерилизации, или мундштуков рекомендуется использовать пищевой силикон. Для внешних ручек или нескользящих накладок можно использовать термопластичный эластомер (ТПЭ).
ТПЭ — это термопластичный материал, который можно формовать поверх других материалов, и он хорошо склеивается с такими материалами, как ПП и АБС, что делает его пригодным для создания сложных деталей. Силикон подходит для компрессионного формования или литья под давлением (LSR).
Высококачественный силикон устойчив к пожелтению. ТПЭ может стареть под воздействием ультрафиолетовых лучей или масел, поэтому рекомендуется использовать формулу, препятствующую старению.
ТПЭ, как правило, дешевле силикона (особенно высококачественного жидкого силикона LSR) и подходит для рынков с высоким, средним и низким ценовым диапазоном. Силикон используется для высококачественных, долговечных изделий или брендовых линеек.
Резюме
- ТПЭ подходит для низко- и среднетемпературных применений, где ключевыми факторами являются стоимость, эффективность обработки и приятные тактильные ощущения.
- силиконовый является высокотехнологичным вариантом с точки зрения устойчивости к высоким температурам, безопасности и химическому воздействию.
Правильный выбор материала может повысить производительность продукции, доверие клиентов и ценность бренда. Для получения дополнительной информации посетите сайт ZSR.
Дальнейшее чтение
Техническая информация
Об авторе: Международная группа ЗСР
Компания ZSR International Group (Hong Kong) Co., Limited является универсальным поставщиком формованных силиконовых изделий и решений для формования силиконовых изделий в сфере потребительских товаров. Мы предлагаем услуги OEM, от проектирования силиконовых изделий до контрактного производства силиконовых изделий. Мы имеем возможности для изготовления силиконовой оснастки на заказ, формованных изделий из жидкого силиконового каучука ( LSR ), формованных изделий из твердого силикона, формованных многоцветных силиконовых изделий. Мы также можем изготавливать на заказ формованные силиконовые изделия, формованные изделия из LSR, формованные методом капельного впрыскивания ( соинъекции ) многоцветные силиконовые изделия.
