TPR versus siliconen: welk materiaal moet je kiezen?

TPR versus siliconen

Heb je moeite met kiezen tussen TPR versus siliconen voor jouw onderdelen? Hoewel beide van de spuitgietmaterialen Hoewel ze enkele overeenkomsten vertonen, bestaan ​​er specifieke verschillen in prestaties, duurzaamheid, flexibiliteit, verwerkingsgemak en kosten. 

Inzicht in de verschillen helpt bij het bepalen welke het beste aansluit op uw toepassingsvereisten en bij het analyseren van de balans tussen prestaties en materiaalkosten. In dit artikel worden zowel TPR als siliconen in detail besproken, inclusief de belangrijkste verschillen en factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de selectie.

Wat is TPR-materiaal?

TPR-materiaal

Thermoplastisch rubber (TPR) is een type elastomeer gemaakt van polystyreen (~23%) en butadieen synthetisch rubber (77%). Dit materiaal combineert de flexibiliteit van rubber met de vormeigenschappen van thermoplasten. Het kan worden gevormd met behulp van standaard spuitgietmachines en -matrijzen, met enkele aanpassingen in het proces.

Inwendig zijn TPR-kunststoffen blokcopolymeren gevormd door styreen- en rubbermonomeren, styreen-butadieen-styreen (SBS). Deze structuur zorgt voor een rubberachtige flexibiliteit, hardheid en vloei-eigenschappen vergelijkbaar met die van polystyreen. 

Eigenschappen van TPR

De eigenschappen van TPR overlappen die van rubber en kunststoffen. Het biedt een hoge vermoeiingssterkte, slagvastheid, slijtvastheid en chemische neutraliteit.

•  Melting Point: TPR heeft geen specifiek smeltpunt; het varieert van 140-185 °C.
• Elasticiteit: TPR kan uitrekken en terugveren, waardoor het uitstekende flexibiliteit en elasticiteit biedt. De elasticiteitsmodulus van Young varieert van 1 tot 20 MPa.
• Hardheid: De hardheid van TPR varieert ook afhankelijk van de samenstelling, van 0 tot 100 Shore A. 
• Slag- en slijtvastheid: Thermoplastisch rubber degradeert niet onder slijtagegevoelige of ruwe omstandigheden. Het heeft bovendien een hoge slagvastheid. 
• Chemische weerstand: TPR is neutraal ten opzichte van verdunde tot matige zuren, basen, koolwaterstoffen, oliën, enz. 
• Elektrische isolatie: TPR is een goede elektrische isolator en kan elektrische schokken absorberen. 

Is TPR-materiaal giftig? 

TPR medisch apparaatonderdeel

Nee, TPR wordt in de productie als een niet-giftig materiaal beschouwd. De samenstelling en het productieproces bevatten geen giftige elementen. Bij normaal gebruik komen er geen schadelijke chemicaliën vrij en blijft het neutraal ten opzichte van het milieu. 

TPR voldoet aan verschillende internationale veiligheidsnormen voor contact met mensen, contact met levensmiddelen en medisch gebruik. Bijvoorbeeld REACH, PAK's, EN 71-3, ASTM F963, FDA 21 CFR 177.2600 en USP Klasse VI. 

Als je dus de juiste graad kiest, TPR is veilig Voor menselijk contact, voedselverwerking, lichte chemische processen en medische hulpmiddelen. 

Wat is siliconenmateriaal?

Siliconen materialen

Silicone is een ander rubberachtig materiaal, geclassificeerd als een thermohardend elastomeer, wat betekent dat het niet kan smelten en weer uitharden. In tegenstelling tot TPR wordt silicone gemaakt door middel van uitgeharde, dwarsverbonden polymeerketens. 

Bij nadere beschouwing van de interne samenstelling blijkt de siloxaanketen de kern te vormen, bestaande uit silicium, zuurstof en koolwaterstoffen als belangrijkste componenten, samen met diverse katalysatoren en vulstoffen. Het vulkanisatieproces zet deze samenstelling vervolgens om in een flexibel materiaal met rubberachtige eigenschappen.

Bovendien is siliconen lastiger te spuitgieten en niet compatibel met conventionele thermoplastische spuitgietmachines en -matrijzen. Het vereist LSR- of thermohardende vormmachines en gespecialiseerde gereedschappen.

Eigenschappen van siliconen 

Enkele eigenschappen van siliconen zijn chemische bestendigheid, elasticiteit, thermische stabiliteit, mechanische sterkte en hardheid. Meer informatie is te vinden op:

• Elasticiteit: Het is een elastisch materiaal met een hoge rek bij breuk. De elasticiteitsmodulus van Young kan oplopen tot 4 MPa. 
• Chemische weerstand: Net als TPR is het bestand tegen chemische oplossingen en sommige organische oplosmiddelen, met uitzondering van zuren met een hoge concentratie. Bovendien stoot het water af.
• Thermische stabiliteit: Silicone is stabiel tot 300 °C, waarna het langzaam begint te ontbinden.
• Mechanische kracht: Vulstoffen in siliconencomposities, zoals pyrogeen siliciumdioxide, zorgen voor een goede treksterkte en scheurweerstand.
• Hardheid: Silicone is er ook in zachte tot harde varianten, met een hardheid van ongeveer 10 tot 90 Shore A.

Zijn TPE en siliconen hetzelfde?

TPE-materiaal

Nee, TPE en siliconen zijn niet hetzelfde. TPE (thermoplastische elastomeren) vertonen de vloeibaarheid van plastic na smelten, terwijl siliconen een thermohardend elastomeer zijn dat na vulkanisatie niet opnieuw kan worden gesmolten. 

Leveranciers en fabrikanten gebruiken vaak de term siliconen-TPE voor thermoplastische elastomeren vanwege hun vergelijkbare rekbaarheid, maar TPE en siliconen zijn in wezen verschillende materialen. 

→Jij kunt lezen TPR versus TPE hier.

Belangrijkste verschillen tussen TPR en siliconen

TPR versus siliconen onderdelen

Silicone is een thermohardend elastomeer dat een hoge hittebestendigheid biedt en geschikter wordt geacht voor medisch gebruik. TPR daarentegen is kosteneffectiever en buigzamer. Deze twee materialen verschillen ook in hardheid, duurzaamheid, prestaties, toepassingsmogelijkheden, enzovoort.  Nadat we hebben besproken wat TPR-rubber en siliconen afzonderlijk zijn, kunnen we nu siliconen en TPR vergelijken aan de hand van verschillende specifieke criteria. 

Samenstelling van het materiaal

TPR bestaat uit een thermoplastisch polymeer en een elastomeer met dwarsverbindingen, terwijl siliconen zijn opgebouwd uit siloxaan (Si–O) en organische zijgroepen. De sterke anorganische bindingen in siliconen maken de samenstelling stabieler in vergelijking met TPR. 

Sterkte

TPR biedt doorgaans een hogere treksterkte en rek bij breuk dan siliconen. De kwaliteit die je vergelijkt, kan de vergelijking echter beïnvloeden. 

Hardheid

TPR heeft een hogere hardheid dan siliconen en kan worden samengesteld met een breed scala aan hardheidsniveaus (0 tot 100 Shore A), waardoor het geschikter is voor het vormen van handgrepen van elektrisch gereedschap, schoenzolen en industriële afdichtingen. 

Duurzaamheid en Duurzaamheid 

TPR is gevoeliger voor permanente vervorming onder continue belasting en heeft een kortere levensduur van 5-10 jaar. Siliconen daarentegen gaan tot wel 20 jaar mee. Bovendien kan TPR gemakkelijk worden gerecycled tot nieuwe vormen en modellen, terwijl dit bij uitgehard siliconenrubber lastiger is. Daarom is TPR een duurzamer materiaal. 

Gemakkelijk spuitgieten

Bij het vormen van ruwe materialen tot de gewenste vorm, vereist siliconen een vulkanisatieproces. Dit is een complexere verwerking en vereist gespecialiseerde rubbervormmachines en matrijzen. TPR daarentegen kan gemakkelijker via spuitgieten worden verwerkt, met snelle productiecycli. 

Toepassingsvoorkeuren 

TPR is geschikt voor handgrepen van consumentenproducten, schoenzolen, overmoldingsecties en industriële componenten. Siliconen daarentegen hebben de voorkeur voor afdichtingen bij hoge temperaturen, elektrische isolatie, componenten voor medische apparaten, enzovoort.

Materiaalkosten 

Silicone is duurder dan TPR, en er zijn gespecialiseerde biocompatibele en andere toepassingsgerichte varianten beschikbaar. Hoge prestaties en duurzaamheid kunnen de investering echter rechtvaardigen. 

Lees verder: Thermoset versus thermoplastisch

Factoren om te overwegen bij de keuze tussen TPR en siliconen

Zowel TPR als siliconen hebben veel voordelen, en de juiste keuze voor uw onderdelen vereist dat u met veel factoren rekening houdt. Het begint met het definiëren van de toepassingsvereisten en het analyseren welke van de twee, siliconen of TPR, daar het beste aan voldoet. 

Laten we de onderstaande lijst met selectiefactoren eens bekijken:

• Gewenste mechanische prestaties: Gebruik TPR wanneer uw onderdelen/producten een hoge belasting en slijtage moeten kunnen weerstaan, en gebruik siliconen wanneer langdurige vervormingsbestendigheid gewenst is. 
• Bedrijfstemperatuur: Houd rekening met de temperatuur waarbij de onderdelen moeten functioneren. Siliconen zijn geschikt voor hogere temperaturen, tot 250 °C.
• Vereiste flexibiliteit: Houd rekening met de rek bij breuk voor de beoogde toepassing; siliconen zijn flexibeler.
•  Lang leven: Houd rekening met de vereiste levensduur van productonderdelen voor de betreffende toepassingen.
• Regelgevende certificeringen: Afhankelijk van de branche waarvoor u de onderdelen produceert, dient u de branchevoorschriften of certificeringen te controleren waaraan de materialen moeten voldoen.
• Kosten efficiëntie: Overweeg welk materiaal de beste prijs-kwaliteitverhouding biedt en tegelijkertijd aan de toepassingsvereisten voldoet. Dit betekent niet dat de functionaliteit en prestaties van de gewenste onderdelen mogen worden opgeofferd om de kosten te drukken.

Opsommen

Uiteindelijk hangt de keuze tussen TPR en siliconen af ​​van de prestatie-eisen, de kosteneffectiviteit en de compatibiliteit met de toepassingsomgeving. TPR is een ideale keuze voor het produceren van economische onderdelen met een zachte textuur en goede slijtvastheid. Siliconen daarentegen blinken uit in hoge temperaturen, blootstelling aan chemicaliën, dimensionale stabiliteit en medische veiligheid.

Mocht u behoefte hebben aan verder advies met betrekking tot materiaalkeuze of spuitgieten service Voor maatwerkonderdelen kunt u contact opnemen met ProleanTech. Wij zijn een professionele fabrikant op aanvraag met meer dan tien jaar ervaring in de branche en leveren complete productieoplossingen voor diverse industrieën.

Veelgestelde vragen

Is TPR beter dan siliconen?

TPR is niet in alle gevallen beter. Siliconen presteren beter op het gebied van thermische stabiliteit, chemische bestendigheid en duurzaamheid. 

Wat zijn de nadelen van TPR-materiaal?

De belangrijkste nadelen van TPR-kunststofmaterialen zijn de lagere hittebestendigheid, de neiging tot vervorming onder constante spanning en de geringe tolerantie voor UV-straling en chemicaliën.

Is TPE siliconen?

Nee, TPE is geen siliconen; het zijn verschillende materialen.