Siliconen versus TPU: wat is het verschil en welke moet je gebruiken?

Zoekt u een duidelijke vergelijking tussen siliconen en TPU? De meeste zoekresultaten leveren ofwel materiaalspecificaties op, ofwel vage artikelen met de strekking "het hangt ervan af". Geen van beide geeft aan waar het ene materiaal ophoudt en het andere begint.

Silicone is een hittebestendige thermohardende kunststof voor gebruik in de voedingsmiddelenindustrie, de medische sector en bij hoge temperaturen. TPU is een sterke, slijtvaste thermoplast voor sportartikelen, elektronica en onderdelen die in grote volumes worden geproduceerd. Ze zijn niet onderling verwisselbaar.

Silicone is geschikt voor temperaturen van -60 °C tot +230 °C en voldoet aan de FDA-normen 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31 en USP Klasse VI. TPU is geschikt voor temperaturen van -40 °C tot +80 °C, biedt 3 tot 5 keer betere slijtvastheid (DIN 53516: 20–80 mm³ versus 100–300 mm³ voor silicone), een hogere treksterkte en injectiecycli van 30–60 seconden versus 2–5 minuten voor silicone.

Wat is siliconen?

Silicone (formeel polydimethylsiloxaan, PDMS) is een anorganisch thermohardend elastomeer met een silicium-zuurstof (Si-O) basisstructuur, afgeleid van silica. Eenmaal uitgehard, is het moleculaire netwerk permanent — het wordt niet zachter en vloeit niet terug onder invloed van warmte.

Belangrijkste eigenschappen in één oogopslag:

• Temperatuurbereik: −60 °C tot +230 °C (continu), tot +250 °C kortstondig voor hittebestendige HCR-kwaliteiten.
• HardheidsbereikShore A 10 tot 80.
• Uithardingssystemen: platina-gehard (geen bijproducten, geurloos, geschikt voor voedsel/medische toepassingen) of peroxide-gehard (lagere kosten, industriële toepassingen). Zie Vulcanisatie van siliconen voor de manier waarop elk systeem daadwerkelijk met elkaar verbonden is.
• Regelgevingspad: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31, USP Klasse VI, ISO 10993-5/-10 — allemaal met volwaardige leveranciersdocumentatie.
• SterilisatieAutoclaaf 121 °C, kokend water, stoom — alles is compatibel.
• Vormproces: HTV-compressievormen of LSR-spuitgieten (vloeibare siliconenrubber) (tolerantie van ±0,02 mm).

Als je de volledige basisinformatie over siliconen nodig hebt (typen, eigenschappen en verwerkingsmogelijkheden), begin dan hier: Complete handleiding voor siliconenmaterialen.

Wat is TPU?

TPU (thermoplastisch polyurethaan) is een organisch thermoplastisch elastomeer met afwisselende harde en zachte polyurethaansegmenten. Het wordt zacht en vloeit terug onder invloed van warmte, waardoor spuitgieten met korte cyclustijden en mechanische recycling van productieafval mogelijk is.

Belangrijkste eigenschappen in één oogopslag:

• Temperatuurbereik: −40 °C tot +80 °C (continu). Hittebestendige varianten bereiken kortstondig +120 °C.
• Hardheidsbereik: Kust A 60 tot Kust D 75.
• SlijtvastheidDIN 53516 massaverlies 20–80 mm³ — 3 tot 5 keer beter dan siliconen.
• RegelgevingspadFDA- en USP Klasse VI-certificering is beschikbaar voor specifieke alifatische polyetherkwaliteiten; LFGB-kwalificatie is zeldzaam en projectspecifiek.
• SterilisatieNiet geschikt voor gebruik in een autoclaaf of met stoom boven 80 °C.
• VormprocesStandaard thermoplastisch spuitgieten, cyclus van 30-60 seconden, geschikt voor gerecycled materiaal, geen nabewerking in een oven nodig.
• SubtypenPolyester TPU (betere olie-/slijtvastheid, gevoelig voor hydrolyse) versus polyether TPU (betere hydrolysebestendigheid en flexibiliteit bij lage temperaturen).

Hoe siliconen en TPU van elkaar verschillen op materiaalniveau

Het kernverschil is thermohardend versus thermoplastisch — wat vrijwel alle downstream-eigenschappen beïnvloedt.

Silicone — anorganische thermohardende kunststof

• Ruggengraat: silicium-zuurstof (Si-O), geen koolstof in de hoofdketen.
• Uitharding: chemische verknoping met platina of peroxide vormt een permanent 3D-netwerk.
• Gedrag bij verhitting: wordt niet zacht of smelt niet. Ontleedt pas boven circa 300 °C.
• Gevolg: hoge thermische stabiliteit, geen vormverandering na uitharding, geen mechanische recycling nodig.

TPU — organische thermoplast

• Ruggengraat: koolstofgebaseerd polyurethaan met afwisselende harde en zachte segmenten.
• Uitharding: geen chemische verknoping. Harde segmenten vormen fysieke (omkeerbare) bindingen.
• Gedrag bij verhitting: wordt zacht bij 80–120 °C, smelt rond 180–230 °C, kan opnieuw gevormd worden.
• Gevolg: korte cyclustijden, mechanisch recyclebaar, maar beperkte warmtecapaciteit.

Dit ene verschil verklaart waarom siliconen wel geschikt zijn voor autoclaafsterilisatie en TPU niet, waarom TPU kan worden vermalen en siliconen niet, en waarom siliconen een nabewerking in een oven nodig hebben en TPU niet.

Silicone versus TPU: een volledige vergelijking van de eigenschappen

BasiscijfersDeze vergelijking gebruikt platina-uitgeharde LSR als referentie voor siliconen en standaard alifatische TPU van injectiekwaliteit als referentie voor TPU. Speciale kwaliteiten (scheurvaste siliconen, fluorsiliconen, polyester-TPU, met glasvezel versterkte TPU, enz.) kunnen tot ±30 µm afwijken op individuele assen.

De tabel lezen:

• TPU wint op mechanische assen: treksterkte, scheursterkte, slijtvastheid en druksterkte bij kamertemperatuur.
• Siliconen scoren hoog op milieugebied.: temperatuur, UV-straling, ozon, stoom, chemische inertheid.
• TPU scoort beter op het gebied van kosten en recyclebaarheid..
• Silicone wint het op gereguleerde contactpaden. (voeding, huid, medisch).

Indicatieve grondstofkosten (USD/kg, referentiemarktbereik 2025):

• Standaard spuitgietkwaliteit TPU (polyester of polyether): $4–10/kg
• Medische / alifatische / FDA-gekwalificeerde TPU: $12–25/kg
• Industriële peroxide-uitgeharde HCR-silicone: $6–12/kg
• Platina-gehard LSR (geschikt voor gebruik in de voedingsindustrie/medische sector): $10–25/kg

De kostprijs van het eindproduct hangt meer af van de afschrijving van de matrijs, de cyclustijd, de certificering en het jaarlijkse volume dan van de pelletprijs. Het kostenvoordeel van TPU op het gebied van hars neemt af – en kan zelfs omslaan – zodra kwalificatie voor medische toepassingen of contact met levensmiddelen vereist is.

Indicatieve gereedschapskosten (productiemal, referentiejaar 2025):

• TPU-stalen spuitgietmatrijs (2-holtes): $15–40k
• HCR siliconen compressiemal: $5–25k
• LSR-spuitgietmatrijs met koudkanaalsysteem (2-holtes): $40–80k
• LSR meervoudige precisie matrijs: $80–150k+

Chemische en omgevingsbestendigheid

De duurzaamheid in de praktijk hangt evenzeer af van blootstelling aan chemicaliën als van mechanische eigenschappen.

Praktische tip: polyester TPU Het materiaal biedt de hoogste weerstand tegen olie, brandstof en slijtage, maar degradeert in vochtige omgevingen door hydrolyse van de esterbindingen. De levensduur in tropische omstandigheden of bij veelvuldig wassen kan daardoor aanzienlijk afnemen. Polyether TPU Het materiaal levert een beetje oliebestendigheid in, maar biedt daarvoor een uitstekende hydrolysebestendigheid en betere flexibiliteit bij lage temperaturen. Daardoor is het de standaardkeuze voor outdoorbanden, infuuslijnen en wearables. Siliconen zijn chemisch inert in de meeste omgevingen, maar zwellen wel op in niet-polaire koolwaterstoffen (benzine, hexaan).

Oppervlak, gevoel en uiterlijk

Bij consumentenproducten zijn het uiterlijk en de textuur van een materiaal vaak net zo belangrijk als het specificatieblad.

Standaard tactiele interpretatie: siliconen duiden op "baby, keuken, medisch, premium zacht". TPU duidt op "sport, robuust, transparant, technisch". Beide materialen kunnen getint, van textuur voorzien of afgewerkt worden, maar de basismerkidentiteit is verschillend.

Biocompatibiliteit en huidcontact

Voor producten die in contact komen met de huid, de mond of lichaamsweefsel, is biocompatibiliteit de doorslaggevende factor.

• Platina-uitgeharde siliconen van medische kwaliteitVoldoet aan USP Klasse VI en ISO 10993-5/-10. Standaard voor chirurgische implantaten, katheters, babyspenen, menstruatiecups en CPAP-maskers. Hypoallergeen en chemisch inert. Zie Siliconen van voedingskwaliteit Voor een gedetailleerde beschrijving van het kwalificatietraject voor contact met levensmiddelen.
• Polyether van medische kwaliteit (TPU)Voldoet ook aan USP Klasse VI en ISO 10993 in specifieke kwaliteiten. Standaard voor infuuslijnen, wondverbanden en draagbare medische sensoren. Over het algemeen hypoallergeen, maar de lijst met gekwalificeerde kwaliteiten is beperkter.

Voor langdurig direct contact met de huid, de mond of het lichaamsweefsel In gereguleerde markten heeft siliconen een meer gevestigde documentatieprocedure. kortstondige of oppervlaktecontactproducten Voor toepassingen zoals sensoren, folies, bandjes en verpakkingen wordt TPU van medische kwaliteit algemeen geaccepteerd.

Waar elk materiaal van toepassing is

Gebruik deze checklist als leidraad bij het nemen van beslissingen. Elk punt koppelt een selectiecriterium aan concrete productvoorbeelden binnen die categorie.

Gebruik siliconen wanneer:

• Het product komt in contact met voedsel, huid of lichaamsweefsel en vereist FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31, USP Klasse VI of ISO 10993-certificering. (Voorbeelden: fopspenen, speentjes voor flessen, bakvormen, menstruatiecups, CPAP-maskers, katheters, wondverbanden.)
• De bedrijfstemperatuur moet continu hoger zijn dan 80 °C, of sterilisatie door middel van een autoclaaf/kokend water/stoom maakt deel uit van het normale gebruik. (Voorbeelden: ovenmatten, bakvormen, autopakkingen, chirurgische slangen, afdichtingen voor voedselopslag.)
• UV-straling, ozon en langdurige blootstelling aan de buitenlucht maken deel uit van de werkomgeving. (Voorbeelden: afdichtingen voor buitengebruik, pakkingen voor zonnepanelen, isolatie van scheepskabels.)
• Elektrische isolatie bij hoge temperaturen of trillingsdemping is de meest voorkomende belasting. (Voorbeelden: isolatiemantels voor hoogspanningsdraden, behuizingen voor motoren, schokdempers voor auto's.)
• De merkidentiteit is gebaseerd op een zachte, matte, "premium huid"-achtige tactiele ervaring. (Voorbeelden: make-upapplicators, hoogwaardige horlogebandjes, babyvoedingssets, huidverzorgingsborstels.)

Gebruik TPU wanneer:

• Slijtage-, scheur- of stootweerstand is de belangrijkste belastingsfactor. (Voorbeelden: schoenzolen en tussenzolen, telefoonhoesjes, kabelmantels, transportbanden, hydraulische afdichtingen, slijtvaste voeringen, scheenbeschermers.)
• Het product werkt bij kamertemperatuur, met een maximale blootstelling onder de 80 °C.
• Spuitgieten op grote schaal met een jaarlijks volume dat hoog genoeg is om de matrijskosten terug te verdienen (doorgaans meer dan 30.000 onderdelen per matrijs) en lage kosten per stuk zijn de belangrijkste beperkingen. (Voorbeelden: fitnessbanden, transparante telefoonhoesjes, kledingfolie, oordopjesontlasting.)
• De recyclebaarheid van productieschroot is een vereiste vanuit ESG-richtlijnen of klantspecificaties.
• Een diepe, transparante kleur of een glanzende afwerking maakt deel uit van de merkidentiteit. (Voorbeelden: transparante opblaaszakken, waterdichte tassen, hoezen voor paddleboards, kledingfolie, transparante horlogebandjes.)

Hoe te kiezen: snelle beslissingsboom

De meeste projecten worden bepaald door drie vragen.

1. Wordt het product continu blootgesteld aan temperaturen boven 80 °C, of aan stoom-/autoclaafsterilisatie?

→ Ja: siliconen.

→ Nee: ga verder naar vraag 2.

2. Is FDA-, LFGB-, USP Klasse VI- of ISO 10993-documentatie vereist voor contact met voedsel, huid of het lichaam?

→ Ja: siliconen (snellere kwalificatieroute).

→ Nee: ga verder naar vraag 3.

3. Is slijtage, scheuring of impact de belangrijkste belasting, met een jaarlijks volume dat hoog genoeg is om de kosten van de spuitgietmatrijzen terug te verdienen (doorgaans meer dan 30.000 onderdelen per matrijs) en de kostprijs per eenheid als belangrijkste beperkende factor?

→ Ja: TPU.

→ Nee: de specificatie is onvolledig — definieer de dominante belastingsas voordat u het materiaal vastzet.

Als een onderdeel aan zowel vraag 1/2 als vraag 3 "ja" voldoet, spreken de beperkingen elkaar tegen. Ofwel moet de scope worden aangepast (opgesplitst in een assemblage van meerdere materialen met siliconen contactoppervlakken over een TPU-behuizing) ofwel moet de niet-onderhandelbare standaard worden gekozen.

Duurzaamheid en levenscyclusbeheer

TPU heeft de schonere variant. verhaal over de circulaire economie (gerecycled, biologisch afbreekbaar). Siliconen hebben een langere levensduur. duurzaamheid voor eenmalig gebruik verhaal. Geen van beide is binnen een praktische tijdspanne biologisch afbreekbaar; beide zijn inert onder stortomstandigheden.

Waar de vergelijking misleidend is

Drie veelgemaakte fouten bij het vergelijken van siliconen en TPU:

1. Als we alleen vergelijken op basis van kust A. De twee materialen hebben een vergelijkbare hardheid van 60-80 Shore A, maar identieke hardheidswaarden voorspellen niet de scheursterkte, de vervorming door compressie of het thermische gedrag.
2. Het hanteren van "voedselkwaliteit" als één standaard. Dat is niet het geval. Noem de regelgeving per doelmarkt en de betreffende clausule: VS FDA 21 CFR 177.2600, EU/Duitsland LFGB §30/31 en BfR XV, China GB 4806.11, Japan JHOSPA / JFSL 370, India BIS IS 9873. Elk model heeft verschillende migratielimieten, testmethoden en geaccepteerde additievenlijsten.
3. De kosten van pellets vergelijken in plaats van de kosten van onderdelen. TPU-korrels zijn per kilogram goedkoper, maar de uiteindelijke kosten per onderdeel zijn afhankelijk van de benodigde gereedschappen, kwalificatie, sterilisatie en het jaarlijkse volume.

Siliconen versus TPU: veelgestelde vragen