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硅胶、TPE、TPU、PVC、橡胶材质的区别?

TPU聚氨酯 2021-1-21 13:49 36人浏览 0人回复
摘要

日常生活中有各类软胶产品,手机保护套、手套、防水圈、牙刷手柄、各种轮子还有私藏的实体娃娃。这些产品的都是软胶制品,但所用的材料却又各不相同。他们之间到底有什么区别,产品设计开发的从业人员应该如何为软胶 ...

硅胶、TPE、TPU、PVC、橡胶材质的区别?

日常生活中有各类软胶产品,手机保护套、手套、防水圈、牙刷手柄、各种轮子还有私藏的实体娃娃。这些产品的都是软胶制品,但所用的材料却又各不相同。他们之间到底有什么区别,产品设计开发的从业人员应该如何为软胶类产品(零件)选择合理的材料呢?


合理的选择材料需要从产品使用环境结合材料的性能来考量,软胶制品关注的主要性能有:硬度、弹性、耐腐蚀性、耐候性、摩擦系数、是否易裂、着色性能、耐高(低)温性能、成本、加工工艺等。如果用与日常用品,婴儿用品等还需要关注材料是否对人体有害、是否有难闻的气味、手感是否舒适等因素。 特殊情况还需要考虑导电性能(如硅胶加入导电炭黑时可以做成的硅胶按键)、导热性能、抗辐射性、透光性能等。

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硅胶:

硅胶是热固性的一种弹性体,具有安全无毒优点,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应,吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定,最早广泛运用在成人用品,食品制品上。

硅胶制品加工工艺比较复杂,需要经过炼胶、模压、硫化等一系列功能才能制出产品。硅胶制品属于热固性橡胶,硫化后再加热不会熔融,不可以直接循环再次加工。硅胶制品成本通常比之TPE要高。成人产品具有私密性和专属性能,正是基于这一点成人用品大量采用硅胶制造,虽然成本比较高。因为谁都不愿意自己的宝贝是用别人用过的回收料做的,用硅胶就可以从加工工艺上杜绝这种可能。

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硬度方面,硅胶一般硬度是0A到70A之间,而TPE一般硬度在0A-100A,最软可达到000度或00000度,所以TPE软一些,硅胶的塑形强一些。

硅胶在耐高温方面比TPE有优势。硅胶耐温一般在200度~300度之间,而TPE理论上一般TPE耐高温130-150摄氏度之间,再高就老化裂解了。

硅胶价格普遍一吨3万块以上,而一般TPE价格在1.3-3万之间,价格上TPE更占据优势,除了特殊TPE材料,如无卤阻燃、食品级等等特性。


TPE

TPE全称是Thermoplastic Elastomer,是一种热塑性的弹性体材料。热塑性意味着可以循环再次利用,可以注塑加工。TPE制品有优良的着色性,环保无毒。可以二次注塑成型,与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合,也可以单独成型。

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TPE的耐热性不如橡胶,随着温度上升而物性下降幅度较大,因而适用范围受到限制。同时,压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差,价格上也往往高于同类橡胶。

硬度范围广,极佳的透明性、光泽度,以及舒适的手感,广泛用于成人用品。具有良好的抗紫外线、耐候性、耐高温,长期用于户外。

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TPU

TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,其硬度范围通常是在S邵氏硬度60A~70D(目前国外出现硬度在45A左右的软性TPU,不过价格相当昂贵),而TPE硬度范围则可以在邵氏硬度A Scale 0~100范围变动。因此,可以说TPE的硬度区间是中低硬度,而TPU硬度则是中高硬度.

TPU的弹性及弹性恢复性能(耐屈挠抗蠕变性能)优于TPE.主要是TPU的材料结构为聚合物均相结构,属于聚合物树脂类.而TPE则是多组分共混而成的多相结构聚集的合金材料.高硬度的TPE加工容易发生制品变形,而在所有硬度区间范围内,TPU均表现出优良的弹性,并且制品不易变形。

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一些包覆成型的产品,如手柄、轮子,可能是TPE或TPU。TPU材质的产品,手感较为粗糙,摩擦阻力强;而TPE材质产品,则手感比较细腻柔和,摩擦性能较弱。


PVC软胶

PVC为聚氯乙烯,曾是世界上产量最大的通用塑料,应用非常广泛。需要注意的是,2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,聚氯乙烯在3类致癌物清单中。

PVC本身是硬质的物料,添加塑化剂后,可使得塑胶成品具有柔软、易于弯曲、折叠、具有弹性弹性的软胶。软胶制品的硬度国际上通常用邵氏硬度A表示,对于PVC国内常根据添加的塑化剂与PVC原料的百分比P%来表示(P)。例如:50kg之PVC料,可塑剂40kg时是以80P (40/50=80%)。

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从外观看,PVC产品相对硅胶产品显粗糙,硅胶产品表面光滑,有色泽。

按手感判断,硅胶产品质柔软,韧性及弹性较好,pvc软胶相对较硬,两者软硬度均可调节,但PVC无韧性。

PVC材料有普通料和环保料也叫ATBC-PVC,而硅胶可以通过ROHS认证,是环保的。

硅胶产品一般做出来比较透明,燃烧气味比较小,产品成粉末状,而PVC产品用火烧过后产品会发黑,燃烧时气味难闻。

硅胶产品在PVC产品更耐热耐寒,硅胶产品可以放微波炉内加热,而PVC不可以。


橡胶

橡胶包含的种类很多,比如天然橡胶,顺丁橡胶,丁苯橡胶,已丙橡胶,当然也包括硅橡胶;而硅胶则是橡胶中具体的品种之一,是硅橡胶的简称。

硅胶与橡胶两种材质,我们在应用的环境相同的情况下,硅胶和橡胶材质都是可以使用,不过随着物理环境以及要求的变化,两种材质的性能就会出现明显的 差距,不过是需要时间才能呈现出来的。

例如实验室最常用到的冷凝管,有橡胶的也有硅胶的,只不过硅胶性质更好,耐老化性效果显著。在结构上,橡胶主链主要是以碳为主,它是有机物来的,而硅胶主链是以Si-O键为主,这就是他们之间的主要区别。

硅胶的着色性丰富,可以做成各种不同颜色,橡胶制品大多是黑色的,偶尔也能见到其他颜色。例如自行车轮胎偶尔有其他颜色,而汽车轮胎都是黑色的。原因是橡胶混炼时加入碳黑原料,碳元素与碳氢化合物高温凝聚的工艺,能使橡胶变的非常坚固,耐磨性和抗老化性大大提高。

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