سیلیکون در مقابل پلاستیک

سیلیکون و پلاستیک دو ماده مهم در تولید مدرن و زندگی روزمره هستند و طیف بسیار گسترده ای از کاربردها را اشغال می کنند. چه کالاهای خانگی، ظروف آشپزخانه، مهرهای الکترونیکی و دستگاه های پزشکی، این دو ماده را می توان در همه جا یافت. اگرچه ممکن است از نظر ظاهری شبیه به هم باشند، اما ترکیبات، خواص و کاربردهای بسیار متفاوتی دارند.

در این مقاله، تفاوت‌های اصلی بین این دو ماده رایج را از نظر ترکیب، فرآیند تولید، خواص مواد، ویژگی‌های محیطی، مناطق کاربرد و نقاط قوت و ضعف مربوطه به شما معرفی می‌کنیم تا به شما در انتخاب مناسب‌ترین راه‌حل مواد برای محصول خود کمک کنیم.

سیلیکون و پلاستیک چیست؟

سیلیکون

سیلیکون یک الاستومر پلیمری مصنوعی است که عمدتاً توسط آن سنتز می شود دی اکسید سیلیکون از طریق فرآیندهای پیچیده این یک ماده غیر سمی، بی بو و سازگار با محیط زیست است که دارای ساختار مشبک سه بعدی منحصر به فرد است که به آن انعطاف پذیری و مقاومت در برابر حرارت عالی می دهد.

تکنیک های رایج پردازش سیلیکون عبارتند از:

• قالب گیری فشاری
• قالب گیری تزریقی LSR
• اکستروژن

این فرآیندها نسبتاً پیچیده هستند، اما می توانند به محصولات سیلیکونی عملکرد عالی و قوام محصول قوی ببخشند، به ویژه برای استانداردهای بالای محصولات آب بندی مواد غذایی، درجه پزشکی و صنعتی.

پلاستیک

پلاستیک ها از فرآورده های فرعی نفتی به عنوان ماده اولیه اصلی استفاده می کنند و برای تولید انواع پلاستیک از جمله واکنش پلیمریزاسیون انجام می دهند. پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP) پلی وینیل کلراید (پی وی سی)، پلی کربنات (کامپیوتر) و غیره. به دلیل تنوع، پلاستیک ها انعطاف پذیری بیشتری در قیمت، عملکرد و طراحی ظاهری ارائه می دهند.

فرآیند قالب گیری پلاستیک بالغ و کارآمد است، به طور عمده شامل:

• قالب گیری تزریقی
• قالب گیری دمشی
• اکستروژن
• قالب گیری چرخشی

این فرآیندها برای تولید انبوه سریع مناسب هستند و به طور گسترده برای انواع محصولات روزمره و صنعتی استفاده می شوند.

مقایسه عملکرد مواد

مقاومت حرارتی

سیلیکون دارای طیف گسترده ای از مقاومت در برابر دما است. محصولات سیلیکونی معمولی را می توان برای مدت طولانی در محیط 40- تا 230 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار داد، در حالی که سیلیکون مخصوص می تواند دمای بالای 300 درجه سانتیگراد را تحمل کند، به ویژه برای لوازم آشپزخانه، تجهیزات پزشکی و میدان آب بندی با دمای بالا.

مقاومت دمایی پلاستیک ها از موادی به مواد دیگر متفاوت است. پلاستیک های معمولی مانند PP و PE مقاومت دمایی بین 70 تا 120 درجه سانتی گراد دارند. هنگامی که در معرض دمای بالا قرار می گیرند، تمایل به نرم شدن، تاب برداشتن و حتی آزاد شدن مواد مضر دارند. حتی برای پلاستیک های مهندسی با کارایی بالا، رسیدن به مقاومت دمایی سیلیکون دشوار است.

انعطاف پذیری و انعطاف پذیری

سیلیکون انعطاف پذیری عالی و انعطاف پذیری خوبی دارد. در مدت طولانی به راحتی پیر نمی شود و تغییر شکل نمی دهد و حتی پس از کشش یا خم شدن طولانی مدت به سرعت بهبود می یابد. این امر آن را به ویژه برای کاربردهایی مانند محصولات مادر و کودک و محصولات پزشکی که به انعطاف پذیری بالایی نیاز دارند، مناسب می کند.

پلاستیک به طور کلی سخت است و انعطاف پذیری کمتری دارد. در طول زمان به ویژه در دماهای پایین مستعد خستگی، ترک های شکننده یا تغییر شکل است.

مقاومت شیمیایی و خواص ضد پیری

سیلیکون در برابر اسید و قلیایی، اشعه ماوراء بنفش و ازن مقاوم است و به دلیل عوامل محیطی به راحتی پیر نمی شود و برای محیط های بیرونی و خاص ایده آل است.

بیشتر مواد پلاستیکی به دلیل تابش اشعه ماوراء بنفش، فرسایش شیمیایی یا دمای بالا، مستعد پیری، زرد شدن و حتی انتشار مواد مضر هستند.

وزن و چگالی

چگالی پلاستیک به طور کلی کمتر از سیلیکون است. بنابراین، محصولات پلاستیکی سبک وزن و حمل و نقل آسان هستند، بنابراین در بازار کالاهای مصرفی عمده دارای مزیت هستند.

سیلیکون کمی سنگین‌تر است، اما احساس آن نرم‌تر و ظریف‌تر است و حس کلاسی قوی‌تری دارد و آن را برای بازار محصولات متوسط و رده بالا مناسب‌تر می‌کند.

مقایسه ایمنی و حفاظت از محیط زیست

ایمنی

سیلیکون ماده ای غیر سمی و بی بو است که با استانداردهای بین المللی ایمنی مواد غذایی مانند FDA و LFGB مطابقت دارد. به طور گسترده ای در پستانک، ظروف آشپزخانه، وسایل پزشکی و سایر محصولاتی که مستقیماً با بدن انسان در تماس هستند استفاده می شود. بسیار ایمن است و حتی در دمای بالا، سیلیکون مواد مضر را آزاد نمی کند.

پلاستیک ها باید با توجه به مواد خاص متمایز شوند. PP و PE درجه مواد غذایی را می توان با خیال راحت برای ظروف غذاخوری و بسته بندی مواد غذایی استفاده کرد، اما زمانی که در گرمایش با دمای بالا استفاده می شود، برای جلوگیری از انتشار مواد مضر باید توجه بیشتری داشته باشید. سایر پلاستیک‌ها مانند PVC و PS ممکن است مواد سمی را در دماهای بالا یا پس از پیری آزاد کنند که خطرات ایمنی خاصی را به همراه دارد.

حفاظت از محیط زیست

مواد سیلیکونی قابل احتراق هستند و پس از احتراق فقط دی اکسید کربن و آب تولید می کنند، بدون انتشار گازهای سمی، که آنها را دوستدار محیط زیست می کند. برخی از سیلیکون های خاص نیز دارای خواص تجزیه پذیر هستند. با این حال، سیستم بازیافت سیلیکون هنوز کامل نیست و هزینه بازیافت بالا است.

فناوری بازیافت پلاستیک نسبتاً بالغ است و پلی اتیلن و پلی اتیلن به ویژه به دلیل نرخ بالای بازیافت قابل توجه هستند. با این حال، بازیافت کامل محصولات پلاستیکی دشوار است و به دلیل افزودنی‌های پیچیده به راحتی تجزیه نمی‌شوند که منجر به آلودگی ناشی از حضور طولانی مدت آنها در محیط می‌شود.

برنامه های کاربردی

کاربردهای معمولی سیلیکون

سیلیکون به دلیل ایمنی، مقاومت در برابر دمای بالا و خاصیت ارتجاعی خوب، به طور گسترده در زمینه های مادر و نوزاد، آشپزخانه، پزشکی و فضای باز استفاده می شود.

کاربردهای پلاستیکی معمولی

پلاستیک به دلیل سبک وزن، پردازش آسان و مزایای کم هزینه به طور گسترده در کالاهای خانگی، پوسته های لوازم خانگی، قطعات خودرو و محصولات مصرفی استفاده می شود.

تجزیه و تحلیل هزینه و انتخاب مواد

از منظر هزینه، تولید محصولات پلاستیکی بسیار ارزان تر از سیلیکون است و به ویژه برای محصولات با قیمت واحد پایین که نیاز به تولید انبوه دارند، مناسب هستند. پلاستیک ها سریع پردازش می شوند و هزینه های قالب پایینی دارند که آنها را برای تولید با چرخه کوتاه و بازارهای فروش سریع مناسب می کند.

هزینه سیلیکون بالاتر است، اما عملکرد عالی و ویژگی‌های زیست‌محیطی آن، آن را در این زمینه با نیازهای بالا برای ایمنی، دوام و راحتی سودمندتر می‌کند. به خصوص در اروپا، آمریکا، ژاپن و سایر بازارهای پیشرفته که بر حفاظت از محیط زیست و ایمنی تمرکز دارند، محصولات سیلیکونی بسیار مورد علاقه هستند.

چگونه بین سیلیکون و پلاستیک یکی را انتخاب کنیم؟

بهترین زمان برای انتخاب سیلیکون:

• این محصول نیاز به تماس طولانی مدت با غذا یا بدن انسان دارد
• این محصول در محیط هایی استفاده می شود که شامل دماهای بالا یا پایین یا محیط های خشن در فضای باز است.
• بازارهای هدف برای حفاظت از محیط زیست و کیفیت محصول ارزش قائل هستند

بهترین زمان برای انتخاب پلاستیک:

• تولید کم هزینه و حجم بالا
• طرح های محصولی که نیاز به اشکال رنگارنگ و پیچیده دارند
• کالاها و محصولات مصرفی که به مقاومت یا انعطاف پذیری در دمای بالا نیاز ندارند.

به طور کلی، سیلیکون و پلاستیک مزایای خاص خود را دارند و برای محصولات و کاربردهای مختلف مناسب هستند. هنگام انتخاب یک ماده، می توانید به طور منطقی سیلیکون یا پلاستیک را با توجه به کاربرد محصول، تقاضای بازار هدف و بودجه هزینه انتخاب کنید تا به بهترین تعادل بین عملکرد محصول و مقرون به صرفه بودن دست یابید.