Silikon I plastikowy są dwoma ważnymi materiałami w nowoczesnej produkcji i życiu codziennym, zajmującymi niezwykle szeroki zakres zastosowań. Niezależnie od tego, czy są to artykuły gospodarstwa domowego, przybory kuchenne, uszczelki elektroniczne i urządzenia medyczne, te dwa materiały można znaleźć wszędzie. Chociaż mogą wyglądać podobnie, mają bardzo różne składy, właściwości i zastosowania.
W tym artykule przedstawimy Państwu najważniejsze różnice pomiędzy tymi dwoma powszechnie używanymi materiałami pod względem ich składu, procesu produkcyjnego, właściwości materiału, charakterystyki środowiskowej, obszarów zastosowania oraz ich mocnych i słabych stron, aby pomóc Państwu wybrać najodpowiedniejsze rozwiązanie materiałowe dla Państwa produktu.
Czym jest silikon i plastik?
Silikon
Silikon jest syntetycznym elastomerem polimerowym, syntetyzowanym głównie przez dwutlenek krzemu poprzez złożone procesy. Jest to nietoksyczny, bezwonny, przyjazny dla środowiska materiał, z unikalną trójwymiarową strukturą siatki, zapewniającą mu doskonałą elastyczność i odporność na ciepło.
Do powszechnie stosowanych technik przetwarzania silikonu należą:
- Formowanie tłoczne
- Formowanie wtryskowe LSR
- Wyrzucenie
Procesy te są stosunkowo skomplikowane, ale mogą zapewnić wyrobom silikonowym doskonałą wydajność i wysoką spójność produktu, zwłaszcza w przypadku wymagających produktów uszczelniających o jakości spożywczej, medycznej i przemysłowej.
Plastikowy
Tworzywa sztuczne wykorzystują produkty uboczne ropy naftowej jako główny surowiec i przechodzą reakcję polimeryzacji w celu wytworzenia różnych rodzajów tworzyw sztucznych, takich jak: polietylen (WF), polipropylen (PP), polichlorek winylu (PCW), poliwęglan (PC) itd. Ze względu na swoją różnorodność tworzywa sztuczne oferują większą elastyczność w zakresie ceny, wydajności i wyglądu.
Proces formowania tworzyw sztucznych jest dojrzały i wydajny, obejmuje głównie:
- Formowanie wtryskowe
- Formowanie rozdmuchowe
- Wyrzucenie
- Formowanie rotacyjne
Procesy te nadają się do szybkiej produkcji masowej i są szeroko stosowane do wytwarzania szerokiej gamy produktów codziennego użytku i przemysłowych.
Porównanie wydajności materiałów
| Porównanie | Silikon | Plastikowy |
| Odporność na temperaturę | -40°C do 230°C, do 300°C w przypadku typów specjalnych. Wysoka odporność na ciepło. | 70°C do 120°C. Zmiękcza się lub odkształca pod wpływem wysokiej temperatury. |
| Elastyczność i odporność | Miękkie, elastyczne i trwałe. Szybka regeneracja po zgięciu. | Twarde, mniej elastyczne. Skłonne do pękania i odkształcania. |
| Odporność na chemikalia i starzenie | Odporne na promieniowanie UV, ozon i chemikalia. Długa żywotność. | Łatwo się starzeje, żółknie i ulega degradacji. |
| Waga i odczucia | Cięższy, miękki i najwyższej jakości. | Lekki, łatwy do przenoszenia. |
Odporność na temperaturę
Silikon ma szeroki zakres odporności na temperaturę. Zwykłe produkty silikonowe mogą być używane przez długi czas w środowisku od -40 °C do 230 °C, podczas gdy specjalny silikon może wytrzymać wysokie temperatury do 300 °C, szczególnie nadaje się do artykułów kuchennych, sprzętu medycznego i wysokotemperaturowego pola uszczelniającego.
Odporność tworzyw sztucznych na temperaturę różni się w zależności od materiału. Zwykłe tworzywa sztuczne, takie jak PP i PE, mają odporność na temperaturę od 70°C do 120°C. Pod wpływem wysokich temperatur mają tendencję do mięknięcia, odkształcania się, a nawet uwalniania szkodliwych substancji. Nawet w przypadku wysokowydajnych tworzyw konstrukcyjnych trudno jest osiągnąć odporność na temperaturę silikonu.
Elastyczność i odporność
Silikon ma doskonałą elastyczność i dobrą sprężystość. Nie starzeje się ani nie odkształca łatwo przez długi czas i szybko odzyskuje kształt nawet po długotrwałym rozciąganiu lub zginaniu. Dzięki temu nadaje się szczególnie do zastosowań takich jak produkty dla matek i niemowląt oraz produkty medyczne, które wymagają wysokiego stopnia elastyczności.
Plastik jest na ogół twardy i mniej elastyczny. Jest podatny na zmęczenie, kruche pękanie lub deformację z czasem, szczególnie w niskich temperaturach.
Odporność chemiczna i właściwości przeciwstarzeniowe
Silikon jest odporny na działanie kwasów i zasad, promieni ultrafioletowych i ozonu, a także nie ulega łatwo starzeniu pod wpływem czynników środowiskowych, dzięki czemu idealnie nadaje się do stosowania na zewnątrz i w specjalnych warunkach.
Większość tworzyw sztucznych jest podatna na starzenie, żółknięcie, a nawet uwalnianie szkodliwych substancji pod wpływem promieniowania UV, erozji chemicznej lub wysokiej temperatury.
Waga i gęstość
Gęstość plastiku jest na ogół niższa niż gęstość silikonu. Dlatego produkty plastikowe są lekkie i łatwe do przenoszenia i transportu, więc mają przewagę na rynku dóbr konsumpcyjnych w dużych ilościach.
Silikon jest nieco cięższy, ale w dotyku jest bardziej miękki i delikatny, z silniejszym poczuciem klasy, przez co lepiej nadaje się na rynek produktów średniej i wyższej półki.
Porównanie bezpieczeństwa i ochrony środowiska
Bezpieczeństwo
Silikon jest nietoksycznym i bezwonnym materiałem, który spełnia międzynarodowe normy bezpieczeństwa żywności, takie jak FDA i LFGB. Jest szeroko stosowany w smoczkach, naczyniach kuchennych, urządzeniach medycznych i innych produktach, które mają bezpośredni kontakt z ludzkim ciałem. Jest niezwykle bezpieczny i nawet w wysokich temperaturach silikon nie uwalnia szkodliwych substancji.
Tworzywa sztuczne należy różnicować według konkretnych materiałów. PP i PE klasy spożywczej można bezpiecznie stosować do zastawy stołowej i opakowań żywności, ale w przypadku stosowania w wysokiej temperaturze należy zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć uwalniania szkodliwych substancji. Inne tworzywa sztuczne, takie jak PVC i PS, mogą uwalniać toksyczne substancje w wysokich temperaturach lub po starzeniu, co stwarza pewne zagrożenia dla bezpieczeństwa.
Ochrona środowiska
Materiały silikonowe są palne i po spaleniu wytwarzają tylko dwutlenek węgla i wodę, bez emisji toksycznych gazów, co czyni je przyjaznymi dla środowiska. Niektóre specjalne silikony mają również właściwości degradowalne. Jednak system recyklingu silikonu nadal nie jest doskonały, a koszty recyklingu są wysokie.
Technologia recyklingu plastiku jest stosunkowo dojrzała, a PE i PP wyróżniają się szczególnie wysokimi wskaźnikami recyklingu. Jednak większość produktów z tworzyw sztucznych jest trudna do pełnego recyklingu i nie ulega łatwo degradacji z powodu złożonych dodatków, co prowadzi do zanieczyszczenia spowodowanego ich przedłużoną obecnością w środowisku.
Aplikacje
Typowe zastosowania silikonu
Silikon jest powszechnie stosowany w przemyśle macierzyńskim i dziecięcym, w kuchni, medycynie i na zewnątrz ze względu na swoje bezpieczeństwo, odporność na wysoką temperaturę i dobrą elastyczność.
| Kategoria | Przykłady | Główne cechy |
| Produkty dla matek i dzieci | Smoczki, gryzaki, kręgle | Bezpieczny, nietoksyczny, miękki w dotyku |
| Artykuły kuchenne | Formy do ciast, szpatułki, pokrowce konserwacyjne | Wysoka odporność na temperaturę, łatwe czyszczenie |
| Wyposażenie medyczne | Cewniki, plomby | Normy bezpieczeństwa klasy medycznej |
| Akcesoria elektroniczne | Pierścienie wodoodporne, korki przeciwpyłowe | Mocne uszczelnienie, odporność na starzenie |
| Sprzęt do sportów na świeżym powietrzu | Okulary do nurkowania, maty antypoślizgowe | Wysoka odporność na warunki atmosferyczne |
Typowe zastosowania tworzyw sztucznych
Tworzywo sztuczne jest powszechnie stosowane w artykułach gospodarstwa domowego, obudowach urządzeń gospodarstwa domowego, częściach samochodowych i produktach konsumenckich ze względu na swoją lekkość, łatwość obróbki i niskie koszty.
| Kategoria | Przykłady | Główne cechy |
| Artykuły gospodarstwa domowego | Kubki na wodę, pudełka do przechowywania, kosze na śmieci | Lekki, trwały, niedrogi |
| Obudowy urządzeń gospodarstwa domowego | Telewizor, klimatyzator, obudowa lodówki | Łatwy w obróbce, różne kształty |
| Części samochodowe | Lekkie muszle, zderzaki | Kontrolowane pod względem kosztów |
| Zabawki i dobra konsumpcyjne | Klocki, pudełka opakowaniowe, torby plastikowe | Kolorowa, szybka produkcja masowa |
Analiza kosztów i dobór materiałów
Z perspektywy kosztów, produkty z tworzyw sztucznych są znacznie tańsze w produkcji niż silikon i są szczególnie odpowiednie dla produktów o niskiej cenie jednostkowej, które wymagają masowej produkcji. Tworzywa sztuczne są szybkie w przetwarzaniu i mają niskie koszty formowania, co czyni je odpowiednimi do produkcji krótkoterminowej i rynków szybko sprzedających się.
Koszt silikonu jest wyższy, ale jego doskonałe właściwości użytkowe i ekologiczne sprawiają, że jest on bardziej korzystny w warunkach wysokich wymagań dotyczących bezpieczeństwa, trwałości i komfortu. Produkty silikonowe są szczególnie preferowane w Europie, Ameryce, Japonii i innych rynkach high-end, które koncentrują się na ochronie środowiska i bezpieczeństwie.
Jak wybrać pomiędzy silikonem a plastikiem?
| Materiał | Zalety | Niedogodności | Aplikacje |
| Silikon | Odporność na wysokie i niskie temperatury, dobra miękkość i elastyczność, bezpieczeństwo i nietoksyczność, duża odporność na starzenie | Wysoki koszt, niskie nasycenie kolorów, słaba możliwość recyklingu | Produkty spożywcze, produkty dla matek i dzieci, sprzęt medyczny, plomby elektroniczne, sprzęt do użytku na zewnątrz |
| Plastikowy | Niskie koszty, wysoka wydajność, bogate kolory, elastyczne przetwarzanie | Łatwe starzenie się, słaba odporność na temperaturę, niektóre materiały są toksyczne, presja środowiskowa | Produkty powszechnego użytku, obudowy urządzeń gospodarstwa domowego, części samochodowe, zabawki i opakowania |
Najlepszy czas na wybór silikonu:
- Produkt musi mieć kontakt z żywnością lub ciałem człowieka przez dłuższy czas
- Produkt jest przeznaczony do stosowania w środowiskach, w których występują wysokie lub niskie temperatury, lub w trudnych warunkach zewnętrznych.
- Rynki docelowe cenią sobie ochronę środowiska i jakość produktów
Najlepszy moment na wybór plastiku:
- Niskie koszty i duża ilość produkcji
- Projekty produktów wymagające kolorowych i złożonych kształtów
- Dobra konsumpcyjne i produkty, które nie wymagają odporności na wysoką temperaturę ani elastyczności.
Ogólnie rzecz biorąc, silikon i plastik mają swoje zalety i nadają się do różnych produktów i zastosowań. Wybierając materiał, możesz racjonalnie wybrać silikon lub plastik zgodnie z zastosowaniem produktu, popytem rynku docelowego i budżetem kosztów, aby osiągnąć najlepszą równowagę między wydajnością produktu a opłacalnością.
