новости компании о TPU против силикона: сравнение свойств и применений

В повседневной жизни мы сталкиваемся с широким спектром материалов, среди которых термопластичный полиуретан (ТПУ) и силикон выделяются как два широко используемых полимера. От чехлов для смартфонов до медицинских устройств, эти материалы повсеместны. Однако ТПУ и силикон демонстрируют значительные различия в физических свойствах, характеристиках обработки и областях применения. Выбор подходящего материала напрямую влияет на производительность и срок службы продукта. Эта статья представляет собой углубленный анализ ТПУ и силикона с энциклопедической точки зрения, предлагая рекомендации по выбору материала, чтобы помочь читателям лучше понимать и использовать эти материалы.

Термопластичный полиуретан (ТПУ) - это класс термопластичных эластомеров, сочетающих эластичность, подобную резине, с технологичностью, подобной пластику. Это полимер, синтезируемый в результате реакции диизоцианатов, полиолов и удлинителей цепи. Молекулярная структура ТПУ содержит как гибкие, так и жесткие сегменты, что наделяет его уникальными физико-химическими свойствами. В зависимости от сырья и рецептур, ТПУ может проявлять различную твердость, эластичность, износостойкость и химическую стойкость.

ТПУ в основном синтезируется путем ступенчатой полимеризации, при которой диизоцианаты реагируют с полиолами с образованием преполимеров, за которыми следует удлинение цепи с помощью удлинителей цепи для получения конечного полимера ТПУ. В зависимости от типа полиола ТПУ можно классифицировать на ТПУ на основе полиэфира и ТПУ на основе полиэфира. ТПУ на основе полиэфира обеспечивает отличную стойкость к маслам и растворителям, но худшую стойкость к гидролизу, в то время как ТПУ на основе полиэфира демонстрирует превосходную стойкость к гидролизу, низкотемпературные характеристики и эластичность отскока.

В соответствии с твердостью ТПУ можно разделить на мягкий (твердость по Шору 60A-80A), средней твердости (80A-95A) или твердый ТПУ (выше 95A).

• Высокая эластичность и гибкость: ТПУ обладает отличным эластичным восстановлением, быстро возвращаясь к своей первоначальной форме после растяжения или сжатия. Его гибкость делает его пригодным для применений, требующих высокой эластичности, таких как чехлы для телефонов, обувь и кабели.
• Исключительная износостойкость: Износостойкость ТПУ превосходит натуральный каучук и большинство синтетических каучуков, соперничая с некоторыми инженерными пластиками. Это делает его идеальным для износостойких компонентов, таких как подошвы обуви, конвейерные ленты и уплотнения.
• Хорошая химическая стойкость: ТПУ устойчив к различным химическим веществам, включая масла, растворители, кислоты и основания, что делает его ценным в химической, автомобильной и машиностроительной промышленности.
• Регулируемая твердость: Рецептуры ТПУ можно модифицировать для достижения твердости от мягких эластомеров до жестких инженерных пластиков.
• Отличная технологичность: ТПУ можно обрабатывать методом литья под давлением, экструзии и выдувного формования, что обеспечивает крупносерийное производство.
• Превосходная атмосферостойкость: Специальные рецептуры ТПУ устойчивы к ультрафиолетовому излучению, озону и окислению, что делает их пригодными для наружного применения.

• Потребительская электроника: Чехлы для телефонов, чехлы для планшетов, ремешки для умных часов
• Обувь: Подошвы, верхи, воздушные подушки
• Автомобильная промышленность: Компоненты салона, уплотнения, оболочка кабелей
• Медицинские устройства: Катетеры, инфузионные трубки, ручки хирургических инструментов
• Спортивное оборудование: Подошвы спортивной обуви, защитное снаряжение, ручки для тренажеров
• Промышленное применение: Конвейерные ленты, шланги, уплотнения, оболочка кабелей

Силикон, или органический силиконовый эластомер, представляет собой синтетический полимер с кремний-кислородным каркасом и органическими боковыми цепями. Его уникальные свойства — включая термостойкость, атмосферостойкость и биосовместимость — делают его ценным в медицинских, пищевых и электронных приложениях. В зависимости от методов отверждения силикон можно разделить на типы отверждения добавлением и отверждения конденсацией.

Силикон обычно синтезируется из силанов путем реакций гидролиза и поликонденсации с образованием силоксановых олигомеров, которые затем сшиваются с отвердителями и катализаторами. Силикон с отверждением добавлением использует платиновые катализаторы для быстрого отверждения без побочных продуктов, подходящего для высокоточных применений. Силикон с отверждением конденсацией использует оловянные катализаторы и является более экономичным для общего промышленного использования.

По применению силикон можно классифицировать как общего назначения, медицинского класса, пищевого класса или электронного класса, каждый из которых соответствует определенным нормативным требованиям.

• Исключительная термостойкость: Силикон сохраняет работоспособность от -60°C до 230°C, со специальными составами, превышающими эти пределы.
• Превосходная атмосферостойкость: Устойчив к ультрафиолету, озону, окислению и гидролизу, что делает его идеальным для использования на открытом воздухе.
• Отличная биосовместимость: Нетоксичен и гипоаллергенен, подходит для медицинских имплантатов и устройств.
• Выдающаяся электроизоляция: Предотвращает утечку электричества, полезен при инкапсуляции электроники.
• Гидрофобность: Отталкивает воду, защищая от повреждений влагой.
• Мягкое тактильное ощущение: Комфортно для таких продуктов, как соски для детских бутылочек и массажные инструменты.

• Медицинские устройства: Катетеры, суставные имплантаты, протезы молочной железы, уплотнения шприцев
• Пищевая промышленность: Формы для выпечки, лотки для льда, контейнеры для пищевых продуктов, соски
• Электроника: Инкапсуляция компонентов, уплотнения, клавиши клавиатуры, тепловые материалы
• Предметы домашнего обихода: Кухонная утварь, товары для ванной комнаты, уплотнительные полосы, противоскользящие коврики
• Автомобильная промышленность: Уплотнения, амортизаторы, провода зажигания

При выборе между ТПУ и силиконом учитывайте:

• Условия применения: Температура, влажность и воздействие химических веществ
• Механические требования: Эластичность, прочность и износостойкость
• Биосовместимость: Необходима для медицинских или пищевых продуктов
• Методы обработки: Сопоставьте материал с производственными возможностями
• Экономическая эффективность: Сбалансируйте производительность с бюджетными ограничениями

ТПУ и силикон — это высокоэффективные полимеры с явными преимуществами. ТПУ превосходит по эластичности, долговечности и химической стойкости для требовательных механических применений, в то время как силикон предлагает непревзойденную температурную стабильность, биосовместимость и безопасность для чувствительных применений. Понимание свойств этих материалов позволяет сделать осознанный выбор, оптимизируя производительность и долговечность продукта.