Leter du etter en tydelig sammenligning av silikon og TPU? De fleste søk returnerer enten materialdatablader eller vage “det kommer an på”-artikler. Ingen av dem forteller deg hvor det ene materialet slutter og det andre starter.
Silikon er en varmestabil termoherdende plast for bruk i mat, medisin og høye temperaturer. TPU er en tøff, slitesterk termoplast for sport, elektronikk og deler i store mengder. De er ikke utskiftbare.
Silikon tåler tykkelser fra −60 °C til +230 °C og kvalifiserer for FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31 og USP klasse VI. TPU tåler tykkelser fra −40 °C til +80 °C, gir 3–5 ganger bedre slitestyrke (DIN 53516: 20–80 mm³ vs. silikons 100–300 mm³), høyere strekkfasthet og 30–60 s injeksjonssykluser vs. silikons 2–5 min.
Hva er silikon?
Silikon (tidligere polydimetylsiloksan, PDMS) er en uorganisk termoherdende elastomer med en silisium-oksygen (Si-O)-ryggrad utvunnet fra silika. Når den er herdet, er det molekylære nettverket permanent – det verken mykner eller flyter tilbake under varme.
Viktige egenskaper i korte trekk:
- Temperaturområde: −60 °C til +230 °C (kontinuerlig), opptil +250 °C kortsiktig for varmestabiliserte HCR-kvaliteter.
- HardhetsområdeShore A 10 til 80.
- Herdesystemer: platinaherdet (ingen biprodukter, luktfri, mat-/medisinsk kvalitet) eller peroksidherdet (lavere kostnader, industrielle anvendelser). Se Vulkanisering av silikon for hvordan hvert system faktisk kryssbinder.
- Reguleringsvei: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31, USP klasse VI, ISO 10993-5/-10 — alt med moden leverandørdokumentasjon.
- Steriliseringautoklav 121 °C, kokende vann, damp – alle kompatible.
- StøpeprosessHTV-kompresjonsstøping eller LSR (flytende silikongummi) sprøytestøping (±0,02 mm toleranse).
Hvis du trenger den fullstendige grunnlinjen for silikonsiden (typer, egenskaper og prosesstilpasning), start her: Komplett guide til silikonmaterialer.
Hva er TPU?
TPU (termoplastisk polyuretan) er en organisk termoplastisk elastomer med vekslende harde og myke polyuretansegmenter. Den mykner og smelter tilbake under varme, noe som muliggjør sprøytestøping med korte syklustider og mekanisk resirkulering av produksjonsavfall.
Viktige egenskaper i korte trekk:
- Temperaturområde: −40 °C til +80 °C (kontinuerlig). Varmestabiliserte kvaliteter når +120 °C på kort sikt.
- HardhetsområdeLand A 60 til land D 75.
- SlitasjemotstandDIN 53516 massetap 20–80 mm³ – 3 til 5 ganger bedre enn silikon.
- ReguleringsveiFDA- og USP klasse VI tilgjengelig for spesifikke alifatiske polyeterkvaliteter; LFGB-kvalifisering er sjelden og prosjektspesifikk.
- SteriliseringIkke kompatibel med autoklav eller damp over 80 °C.
- StøpeprosessStandard sprøytestøping av termoplast, 30–60 s syklus, tåler sliping, ingen etterherdingsovn.
- UndertyperPolyester TPU (bedre olje-/slitasjebestandighet, følsom for hydrolyse) vs. polyeter TPU (bedre hydrolyse og fleksibilitet ved lav temperatur).
Hvordan silikon og TPU skiller seg på materialnivå
Kjerneforskjellen er herdeplast vs. termoplast – som driver nesten alle eiendommer nedstrøms.
Silikon – uorganisk termohærdende
- Ryggraden: silisium–oksygen (Si–O), ikke noe karbon i hovedkjeden.
- Herding: kjemisk tverrbinding med platina eller peroksid danner et permanent 3D-nettverk.
- Oppførsel under varme: mykner eller smelter ikke. Spaltes kun over ~300 °C.
- Konsekvens: høy termisk stabilitet, ingen omforming etter herding, ingen mekanisk resirkulering.
TPU – organisk termoplast
- Ryggstruktur: karbonbasert polyuretan med vekslende harde og myke segmenter.
- Herding: ingen kjemisk tverrbinding. Harde segmenter danner fysiske (reversible) bindinger.
- Oppførsel under varme: mykner ved 80–120 °C, smelter rundt 180–230 °C, kan støpes på nytt.
- Konsekvens: korte syklustider, mekanisk resirkulerbar, men begrenset varmeomfang.
Denne ene forskjellen forklarer hvorfor silikon håndterer autoklavsterilisering mens TPU ikke gjør det, hvorfor TPU kan slipes på nytt mens silikon ikke kan, og hvorfor silikon trenger en etterherdingsovn mens TPU ikke gjør det.
Silikon vs. TPU: Fullstendig sammenligning av egenskaper
Grunnleggende karaktererDenne sammenligningen bruker platinaherdet LSR som silikonreferanse og standard alifatisk TPU av injeksjonskvalitet som TPU-referanse. Spesialkvaliteter (silikon med høy rivestyrke, fluorsilikon, polyester-TPU, glassfylt TPU osv.) kan avvike opptil ±30 % på individuelle akser.
| Eiendom | Silikon (platinaherdet) | TPU |
|---|---|---|
| Materialklasse | Termoherdende elastomer | Termoplastisk elastomer |
| Tetthet | 1,10–1,25 g/cm³ | 1,10–1,30 g/cm³ |
| Hardhetsområde | Kyst A 10–80 | Shore A 60 – Shore D 75 |
| Strekkstyrke | 6–11 MPa | 25–55 MPa |
| Forlengelse ved brudd | 300–800% | 400–700% |
| Rivestyrke | 10–40 kN/m² | 30–140 kN/m² |
| Kompresjonssett (22 timer / 70 °C) | 10–25% | 30–50% |
| Slitasje (DIN 53516) | 100–300 mm³ tap | 20–80 mm³ tap |
| Kontinuerlig temperatur | −60 °C til +230 °C | −40 °C til +80 °C |
| UV-stabilitet (uten tilsetningsstoffer) | Utmerket | Gulner innen måneder |
| Ozonmotstand | Utmerket | Flink |
| Kontakt med mat (FDA / LFGB) | Standardsti | FDA: smale grader; LFGB: sjelden |
| Medisinsk (USP / ISO 10993) | Standardsti | Kun spesifikke medisinske karakterer |
| Autoklav / dampsterilisering | Ja (121 °C) | Ingen |
| Mekanisk resirkulerbarhet | Ingen | Ja (slip om) |
| Typisk støpesyklus | 2–5 min (LSR-herding) | 30–60 sekunder |
| Verktøykostnad | Høyere (LSR) | Nedre |
| Kostnad per enhet ved høyt volum | Høyere | Nedre |
Lese tabellen:
- TPU vinner på mekaniske akserStrekk, riv, slitasje, kompresjonsegenskaper ved romtemperatur.
- Silikon vinner på miljøaksenetemperatur, UV, ozon, damp, kjemisk inertitet.
- TPU vinner på kostnad og resirkulerbarhet.
- Silikon vinner på regulerte kontaktbaner (mat, hud, medisinsk).
Veiledende råvarekostnad (USD/kg, referansemarkedsintervall for 2025):
- TPU av injeksjonskvalitet (polyester eller polyeter): $4–10/kg
- Medisinsk / alifatisk / FDA-kvalifisert TPU: $12–25/kg
- Industriell peroksidherdet HCR-silikon: $6–12/kg
- Platinaherdet LSR (mat-/medisinsk kvalitet): $10–25/kg
Kostnaden for ferdige deler avhenger mer av verktøyavskrivninger, syklustid, sertifisering og årlig volum enn av pelletpris. TPUs fordel med harpikskostnader reduseres – og kan reverseres – når medisinsk kvalifikasjon eller kvalifikasjon for matkontakt er påkrevd.
Veiledende verktøykostnad (produksjonsform, referanse 2025):
- TPU stål sprøytestøpeform (2-hulrom): $15–40k
- HCR silikon kompresjonsform: $5–25k
- LSR kaldløper-sprøytestøpeform (2-hulrom): $40–80k
- LSR flerhulroms høypresisjonsform: $80–150k+
Kjemisk og miljømessig motstand
Holdbarhet i den virkelige verden avhenger like mye av kjemisk eksponering som av mekaniske tall.
| Eksponering | Silikon | Polyester TPU | Polyeter TPU |
|---|---|---|---|
| Vann, milde vaskemidler | Utmerket | Utmerket | Utmerket |
| Matoljer og fett | Bra (litt hevelse) | Utmerket | Flink |
| Mineraloljer, drivstoff | Middels (silikon sveller) | Utmerket | Rettferdig |
| Fortynnede syrer og baser | Flink | Rettferdig | Rettferdig |
| Polare løsemidler (alkoholer) | Flink | Rettferdig | Rettferdig |
| Varmt vann og damp (over 80 °C) | Utmerket | Dårlig | Dårlig |
| UV / utendørs værbestandighet | Utmerket | Dårlig uten UV-stabilisator | Dårlig uten UV-stabilisator |
| Ozon | Utmerket | Flink | Flink |
| Fuktige miljøer / hydrolyse | Utmerket (inert) | Dårlig (hydrolysefølsom) | Utmerket |
Praktisk merknad: polyester TPU Gir den sterkeste olje-, drivstoff- og slitestyrken, men brytes ned i fuktige miljøer gjennom hydrolyse av esterbindinger – levetiden under tropiske forhold eller forhold med mye vannvask kan synke kraftig. Polyeter TPU bytter litt oljebestandighet mot utmerket hydrolysebestandighet og bedre fleksibilitet ved lave temperaturer, noe som gjør den til standard for utendørsstropper, IV-slanger og kroppsnært utstyr. Silikon er kjemisk inert i de fleste miljøer, men sveller i ikke-polare hydrokarboner (bensin, heksan).
Overflate, følelse og utseende
For forbrukerprodukter veier ofte hvordan et materiale ser ut og føles like mye som databladet.
| Attributt | Silikon | TPU |
|---|---|---|
| Standardoverflate | Matt til sateng, “myk hud”-følelse | Blank og glatt, “gummiaktig” følelse |
| Klebrighet | Litt klissete / gripende | Glatt, ikke-klebrig |
| Fargeutvalg | Fullt utvalg; gjennomskinnelige og pastellfargede rene | Fullt utvalg; gjennomsiktige og dype farger utmerket |
| Fargestabilitet under UV | Utmerket | Gulner synlig uten UV-tilsetningsstoff |
| Trykkbarhet (logoer, blekk) | Krever plasma eller primer | Aksepterer standard blekk |
| Liming til andre materialer | Trenger grunning eller samstøpning | Binder seg via lim og overstøping |
Standard taktil lesing: silikon signaliserer “baby, kjøkken, medisinsk, premium myk”. TPU signaliserer “sport, tøff, gjennomsiktig, teknisk”. Begge kan være tonet, teksturert eller behandlet, men det grunnleggende merkesignalet er forskjellig.
Biokompatibilitet og hudkontakt
For produkter som berører hud, munn eller kroppsvev, er biokompatibilitet den avgjørende aksen.
- Platinaherdet silikon av medisinsk kvalitetOppfyller USP klasse VI og ISO 10993-5 / -10. Standard for kirurgiske implantater, katetre, brystvorter, menstruasjonskopper, CPAP-masker. Hypoallergenisk og kjemisk inert. Se Matkvalitets silikon for kvalifiseringsstien for matkontakt i detalj.
- Medisinsk polyeter TPUBestår også USP klasse VI og ISO 10993 i spesifikke kvaliteter. Standard for IV-slanger, sårbandasjer og bærbare medisinske sensorer. Generelt hypoallergenisk, men listen over kvalifiserte kvaliteter er smalere.
Til langvarig direkte hud-, munn- eller kroppsvevskontakt I regulerte markeder har silikon den mest etablerte dokumentasjonsveien. kortvarige eller overflatekontaktprodukter (sensorer, filmer, stropper, emballasje), medisinsk TPU er allment akseptert.
Hvor hvert materiale gjelder
Bruk denne sjekklisten som arbeidsbeslutningsregel. Hvert punkt kobler et utvalgskriterium med konkrete produkteksempler i den aktuelle kategorien.
Bruk silikon når:
- Produktet kommer i kontakt med mat, hud eller kroppsvev og krever FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/31, USP klasse VI eller ISO 10993-sertifisering. (Eksempler: smokker til babyer, smokker til flasker, bakeutstyr til kjøkken, menstruasjonskopper, CPAP-masker, katetre, sårkontaktlag.)
- Driftstemperaturen overstiger 80 °C kontinuerlig, eller sterilisering med autoklav / kokende vann / damp er en del av normal bruk. (Eksempler: ovnsmatter, bakeformer, bilpakninger, kirurgiske slanger, pakninger for oppbevaring av mat.)
- UV, ozon eller flerårig utendørseksponering er en del av servicemiljøet. (Eksempler: utendørs tetninger, pakninger for solcellepaneler, isolasjon for sjøkabler.)
- Høytemperatur elektrisk isolasjon eller vibrasjonsdemping er det dominerende lasttilfellet. (Eksempler: høyspenningskabler, motorinnkapsling, bilspjeld.)
- Merkesignalet avhenger av en myk, matt og taktil lesbar “premium skin”. (Eksempler: sminkeapplikatorer, premium klokkereimer, babymatingssett, hudpleiebørster.)
Bruk TPU når:
- Slitasje-, rive- eller slagmotstand er det primære lasttilfellet. (Eksempler: yttersåler og mellomsåler til sko, telefondeksler, kabelmansjetter, transportbånd, hydrauliske tetninger, slitesterk fôr, leggbeskyttere.)
- Produktet fungerer ved romtemperatur med maksimal eksponering under 80 °C.
- Sprøytestøping i høyt volum med et årlig volum som er høyt nok til å amortisere verktøy (vanligvis 30 000+ deler per hulrom) og lav enhetskostnad er de primære begrensningene. (Eksempler: treningsbånd, gjennomsiktige telefondeksler, klesfilmer, strekkavlastning for øretelefoner.)
- Gjenvinning av produksjonsskrap kreves av ESG-mandat eller kundespesifikasjon.
- Dyp gjennomsiktig farge eller blank overflate er en del av merkevarens signal. (Eksempler: gjennomsiktige oppblåsbare blærer, tørrposer, padlebrettskinn, filmer til moteplagg, gjennomsiktige klokkereimer.)
Hvordan velge: Raskt beslutningstre
Tre spørsmål avgjør de fleste prosjekter.
1. Vil produktet utsettes for kontinuerlig varme over 80 °C, eller sterilisering med damp/autoklav?
→ Ja: silikon.
→ Nei: fortsett til spørsmål 2.
2. Trenger det FDA-, LFGB-, USP klasse VI- eller ISO 10993-dokumentasjon for mat-, hud- eller kroppskontakt?
→ Ja: silikon (raskere kvalifiseringsvei).
→ Nei: fortsett til spørsmål 3.
3. Er slitasje, rift eller støt det primære lasttilfellet, med et årlig volum som er høyt nok til å amortisere injeksjonsverktøy (vanligvis 30 000+ deler per hulrom) og enhetskostnad som hovedbegrensning?
→ Ja: TPU.
→ Nei: spesifikasjonen er ufullstendig – definer den dominerende lastaksen før materialet låses.
Hvis en del svarer “ja” på både spørsmål 1/2 og spørsmål 3, motsier begrensningene seg. Enten endre omfanget (del opp i en flermaterialeenhet med silikonkontaktflater over et TPU-legeme) eller velg den ikke-forhandlingsbare standarden.
Bærekraft og utløpsdato
| Bærekraftsaksen | Silikon | TPU |
|---|---|---|
| Mekanisk resirkulering (omsliping) | Ingen | Ja |
| Kjemisk resirkulering | Fremvoksende (depolymeriseringsforskning og -utvikling) | Fremvoksende (glykolyse for noen grader) |
| Biobasert råstoff | Begrenset | Bio-TPU-kvaliteter tilgjengelig (30–70% bioinnhold) |
| Typisk levetid | 10+ år | 3–8 år |
| Slutt på livet | Inert, ikke-biologisk nedbrytbar på søppelfylling | Langsom nedbrytning; polyesterkvaliteter hydrolyserer |
TPU har rengjøringsmiddelet historie om sirkulærøkonomi (omsliping, bioinnhold). Silikon har lengre holdbarhet i ett liv historie. Ingen av dem er biologisk nedbrytbare i praksis; begge er inerte på fyllingsplasser.
Hvor sammenligningen er misvisende
Tre vanlige feil når man sammenligner silikon og TPU:
- Sammenlignet bare på Shore A. De to materialene overlapper hverandre i Shore A 60–80, men identiske hardhetstall forutsier ikke rivestyrke, kompresjonssetting eller termisk oppførsel.
- Å behandle “matkvalitet” som én standard. Det er det ikke. Navngi forskriften etter målmarked og klausul: USA FDA 21 CFR 177.2600, EU/Tyskland LFGB §30/31 og BfR XV, Kina GB 4806.11, Japan JHOSPA / JFSL 370, India BIS IS 9873. Hver har forskjellige migrasjonsgrenser, testmetoder og godkjente tilsetningslister.
- Sammenligning av pelletskostnad i stedet for delkostnad. TPU-pellets er billigere per kilogram, men landekostnaden per del avhenger av verktøy, kvalifisering, sterilisering og årlig volum.
Silikon vs. TPU: Vanlige spørsmål
Er silikon tryggere enn TPU for kontakt med mat?
Ja, for de fleste bruksområder. Platinaherdet silikon har en veletablert vei til FDA 21 CFR 177.2600 og LFGB §30/31. TPU kan kvalifisere for FDA i spesifikke alifatiske kvaliteter, men LFGB-samsvar er uvanlig. For babyprodukter og kjøkkenutstyr som selges i Europa, er silikon standardvalget. Se Næringsmiddelgodkjent silikon VS Annen silikon for kvalitetsforskjeller innenfor selve silikonen.
Tåler TPU temperaturer i oppvaskmaskin?
Vanligvis ikke. Standard oppvaskmaskinsykluser når 60–75 °C, nær eller over den øvre driftsgrensen for de fleste TPU-kvaliteter. Silikon tåler oppvaskmaskintemperaturer uten dimensjonsendring. Se Oppvaskmaskin vs. Håndvask av silikonbabyprodukter for effekter av rengjøringssyklusen på silikon over flere års bruk.
Hvilken er mest slitesterk, silikon eller TPU?
Avhenger av lasttypen. TPU har 3–5 ganger bedre slitestyrke og 3–5 ganger høyere strekkfasthet. Silikon har langt bedre UV-, ozon- og termisk holdbarhet. For slitasjepåvirkede deler vinner TPU. For varme eller utendørs eksponering vinner silikon.
Er TPU billigere enn silikon?
Per enhet, vanligvis ja – TPU-sykluser tar 30–60 sekunder mot silikons 2–5 minutter, med lavere verktøykostnader. Forskjellen blir mindre når det kreves regulatorisk kvalifisering og sterilisering, fordi disse kostnadene rammer TPU-programmer hardere enn silikonprogrammer.
Er silikon eller TPU bedre for hudkontaktprodukter som klokkereimer?
Begge deler fungerer. TPU er standard for sports- og treningsreimer (slitasje, svettebestandighet, blank finish, lavere kostnad). Silikon foretrekkes for medisinske overvåkingsapparater og premium “mykfølelses”-reimer. For kontinuerlig kroppskontakt i regulerte markeder har medisinsk silikon den renere dokumentasjonsveien.
Kan silikon og TPU kombineres i ett produkt?
Ja, via overstøping eller montering. En vanlig kombinasjon: en TPU-konstruksjon (slitasje + støt) med silikonpakninger, tetninger eller kontaktflater (varme + mat-/hudkontakt). Vedheft mellom de to krever primer eller mekanisk sammenkobling.
Hvilket materiale er bedre for utendørs bruk?
Silikon, med god margin for standardkvaliteter. Umodifisert TPU gulner og blir sprø under UV innen 6–12 måneder. Silikon er UV- og ozonstabil i årevis uten tilsetningsstoffer. Alifatisk UV-stabilisert TPU (vanligvis MDI-basert alifatisk polyeter) holder farge og mekaniske egenskaper i 2–3 år utendørs, men koster 2–3 ganger standard TPU og forblir en spesialbane – ikke standardvolumet.
