Зөвхөн зураглалын товлогонд Silicone болон TPU материалыг хэрхэн сонгох вэ?

Silicone болон TPU товлогны материалын гол ялгаа

Silicone болон TPU-ийн химийн болон физик шинж чанарууд

Силикон будаанууд нь тэдгээрийг маш сайн дулааны эсэргүүцэл үзүүлэх чадвар, мөн харьцангуй уян хатан чанарыг олгож буй цахиур-хүчилтөрөгчийн нугалуурын дагуу бүтэцтэй. Нөгөө талаас нь термопластик уретан (TPU) өөрөөр ажилладаг. Энэ нь хатуу исокианатын хэсгүүдийг эрхтэй полийолын хэсгүүдтэй холиход үүсдэг бөгөөд энэ нь уртассан ч гэсэн хугацааны явцад тэсвэртэй байх чадвартай болгодог. Гэсэн хэдий ч силиконы үндсэн химийн бүтэц нь химийн бодисуудад өртөхөд хялбархан задрахгүй байна. Гэхдээ хэрэв тос, тосны эсэргүүцлийн талаар ярилцаж байгаа бол TPU нь тэнд илүү сайн ажилладаг. Тиймээс ихэнх үйлдвэрүүд, аж ахуйн нэгжүүд тос, түүнчлэн бусад инженерийн шингэнтэй холбоо бүхий хамгаалалтын хэрэгслийн хамгаалалтын материалын хучил болон төхөөрөмжийн хучилд TPU материалыг ашигладаг.

Уян хатан чанар, упруг чанар, гаргалтын онцлог

Циликон материалын ихэнх нь Шор А хатуулагын мужид 20-оос 80 хүртэл байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг удаан хугацаанд ямар нэгэн хор хөнөөл учруулахгүйгээр хэдэн зуун хувь хүртэл сунах боломжтой гэсэн үг юм. Иймд цахилгаан тасарч эвдэрч байгаа юмуудыг нэхэх, нугалах шаардлагатай үед циликон материалыг ихэвчлэн ашигладаг. Тэгээд та наад заавал Шор D-ийн хатуулагын 50-75 хооронд байдаг TPU материал тулдаг. Эдгээр материалын хэлбэр нь тогтвортой хөдөлгөөн болон даралтанд ч хэвээрээ хадгалагддаг тул тэдгээрийг спорт хэрэгслийн үйлдвэрлэлд ихэвчлэн ашигладаг. Спорт хэрэгслийн үйлдвэрлэгчид тасалдаггүй хэрэгслийг үйлдвэрлэхдээ энэ чанарыг ихэд тулгуурладаг.

Дулааны, хэт ягаан туяаны болон химийн эсэргүүцэл харьцуулалт

Силикон нь ТПУ хэтэрхий халх хүрэхээс өмнөх 120 градус Цельсийн (248 Фаренгейт) түвшинд л халууныг даах чадвартай байхад 230 градус Цельсийн (446 Фаренгейт) хүртэлх халууныг дааж чадна. Гэсэн хэдий ч эсрэг талаас нь үзвэл ТПУ нь хүйтэнд -30 градус орчимд ч гэсэн уян хатан байхад силикон нь -55 градус орчимд хатуурана. Хэрэв хэн нэгэн урт хугацаагаар наранд тавьсан тохиолдолд ТПУ нь наранд удаан орсны дараа силикон шиг өнгөө алдахгүй хэвээр байна. Эдгээр хоёр материалын усныг тусгаарлах чадвар нь ойролцоо боловч эмнэлэг эсвэл хоол боловсруулах үйлдвэр шиг аюулгүй байдал нь чухал байдаг газруудад силиконы химийн тогтвортой байдал нь онцлог шинж чанараа илтгэнэ.

Эдлэлийн элэгдэл ба элэгдлийн ажлын нөхцөл

Хугацааны дагуу элэгдэх хувьд TPU нь силикантай харьцуулахад онцгой ялгарч байна. Шинжилгээнд үзүүлснээр 10,000 удаа урд араа хөдөлгөөн хийсний дараа TPU нь резин төрөгч төрөлтэй харьцуулахад 35% бага материал алддаг. Яагаад гэвэл TPU нь механик болон бат бөх чанар сайтай байдаг тул өндөр үрэлтийн орчинд гадаргын хор хөнөөл бодитоор бууруулдаг. Энэ нь материалын хурдан задардаг жинхэнэ хүнд нөхцөл байдлын өргөн хүрээний ашиглалтанд тохиромжтой гэсэн үг юм. Гэхдээ силикон өөр байдаг. Энэ нь тодорхой аар бяслаг байх тул бугын гадаргуу дээр илүү их тоос бороо цуглуулдаг. Гэсэн хэдий ч түүнийгээс давуу тал нь хялбар агшдаггүй бөгөөд ажиллагааны чанарыг хамгийн сайн түвшинд нь байлгахын тулд энгийн цэвэрлэгээ л хэрэгтэй гэдгийг анхаарна уу.

Силиконы гадаад хэт ягаан туяаны нөлөө ба экстремал температурын нөхцөл дэхь гүйцэтгэл

Полимерийн тогтвортой байдал судлах институтын хийсэн туршилтаар хуванцар нь 1000 цагийн цацраг идэвхитэй гэрэлд орсны дараа ч 95% уян хатан чанарыг хадгалж байгааг харуулжээ. Мөн энэ материал нь маш өндөр температурын хязгаарт сайн ажилладаг бөгөөд минус 40 градус Целсийн хүйтнээс эхлэн 230 градусын халуун хүртэлх температурт тогтвортой ажилладаг. Иймд тээврийн хэрэгсэл, нисдэг онгоц, мөн температурын хэлбэлзэл ихтэй гадаа ашигладаг тоног төхөөрөмжид зориулсан хэсгүүдэд маш тохиромжтой. Тус материалд ус нэвтрэхээс сэргийлдэг хаалттай нүхэн бүтэц нь онцгой ашигтай тал нь юм. Энэ шинж чанараа ашиглан урт хугацаагаар чийгт орчинд байсан ч хуванцар нь тресст орохгүй, хөндүүр болохгүй байна. Энэ нь бусад олон материалд тохиолддог бодит асуудал юм.

TPU-ийн механик хүчийн болон мөргөлдөөнийг тэсвэрлэх давуу тал

Термопластик полиуретан (TPU) нь силикны материалын уртлах бат бөхийг дөрөв дахин давах бөгөөд ойролцоогоор 35 МПа-тай тэнцэх ба 500% хүртэл сунах чадвараа хадгалах замаар мувиж байна. Эдгээр материалыг шалгах үед квадрат сантиметр тутамд ойролцоогоор 27 жоуль энерги шингээсний дараа эвдрэл үүсдэг байв. Үүнийгээс үзэхэд цэргийн хувцасны хамгаалалтын бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэгчид TPU-г сонгож байгаа нь харагдна. TPU-г силикнээс ялгах нэг онцлог нь материалын бүтцийн доторхи молекулуудын хөдөлгөөний дүнд жижиг зураасыг нь өөрөө засах чадвартай байдаг юм. Энэ өөрөө засах чанар нь бүтээгдэхүүний амьдралын хугацааг хараахан уртасгадог бөгөөд тогтмол элэгдэлтэй аж үйлдвэрийн орчинд маш үнэтэй байдаг.

Бодит байдал дээрх тохиолдол: Цэргийн болон тактикийн тоног төхөөрөмжийн хэрэглээ

5,000 гаруй цав хийсэн 12 сарын туршид тус тусын ажиллагааны онцлогийг тогтоов:

TPU нь тактикийн жилетний холболтын хэсэгт илүү их урт урагдалд тэсвэлдэг байсан бөгөөд солих нь 37% бага шаардсан. Халууны тэсвэрт хүрэлцэх температурын муж нь өргөн байсаны дээр силикон нь моторын тасалгаанд болон экстремал хүйтэн орчинд илүү сайн ажилласан. Хоёул MIL-STD-810G стандартын орчны шаардлага хангасан.

Соёлын сонголт болон Зөөлний дагуу захиалж болох боломж

Силиконы өнгө хадгалах, тод чанар, дүрслэлийн сайн тал

Өнгөрсөн жил Polymer Science Journal сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаагаар силикон нь цацрагийн дор 1000 цаг тасралтгүй байрлаж байсан ч анхны өнгийн 98% -ийг хадгалж байдаг. Энэ нь зах зээл дээрх бүх даавуулаг материалыг давж гарна. Энэ материал яагаад тийм онцгой юм вэ? За тэгвэл, дизайнерууд өнгө нь хоорондоо нэвтэрч байгааа айх ажээгүйгээр давхар давхар хийж болох чинээ шилжрэг. Түүнчлэн гадаргуу нь бусад материалын адил бохирдлыг шингээдэггүй. Байгууллагууд гадаа ажлын тэмдгүүдийг нарийн харуулах шаардлагатай бол эдгээр чанар нь алтанд үнэлэгддэг. Материал нь Pantone өнгөтэй нарийн тохироо сайн хийдэг бөгөөд наран цаг агаарын нөхцөлд таван жил байсан ч градус нь үнэн хэрэг байдлаараа хадгалагдана. Гадаа зар сурталчилгааны төслүүд одоо бүүр силиконыг уламжлалт материалын оронд тодорхойлох нь их болж байна.

Гадаргуугийн эдлэлийн болон бүрхүүлийн сонголт TPU-тай

TPU нь текстураа болон гадаад үзэмжээрээ онцлог бөгөөд зах зээл дээрх энгийн материалтай харьцуулахад ойролцоогоор долоон дахин илүү сонголттой байдаг. Материалыг цацраг ихтэй эсвэл матт хэлбэрээр гүйцэтгэж болох бөгөөд гэрлийг 85%-иор ойлгох боломжтой байна. Энэ нь зөвхөн 45% гэрэл ойлгодог силикантай харьцуулахад маш их давуу тал юм. Түүнчлэн 0.2-1.2 мм-ийн гүн хүртэлх барзгар загварууд болон бодит арьс эсвэл суэдийн эд мэт зөөлөн шүргэлтийн мэдрэмжийг олгодог тусгай давхаргууд бас байна. Энэ нь бүтээгдэхүүний дизайнеруудад хайлсан металлууд эсвэл эвэрлэг эд бүхий олон төрлийн нарийн гадаргуугийн нөлөө үүсгэх боломжийг олгодог бөгөөд дахин дахин нугалах, хөдөлгөөнд хүчийг хадгалж чаддаг.

Захиалгат шинж чанарууд: Тодорхойлолт, давхарлалт, Өнгө тохируулалт

Үйлдвэрлэгчид одоо лазерын гравировкаар ±0,15 мм нарийвчлалд хүрч байгаа бөгөөд энэ нь олон давхаргатай силикныг хооронд нь наалдуулах замаар 3D эффект үүсгэх боломжийг олгодог. TPU-ын дулааны тогтвортой чанар нь ирмэг хазгайралгүйгээр цэвэрхэн металлик фольяг халуун хөлөг дарах боломжийг олгодог. Өнгөний хувьд чухал брэндийн хувьд эдгээр хоёр материалыг ашиглан өнгөний нарийвчлалтай хэвлэлтийг хийх боломжтой:

Эдгээр чадавхууд нь тэмдгүүдийг энгийн таних тэмдэг биш брэндийн онцлог элемент болгон хувиргадаг.

Захиалгат самбаруудын ашиглалтын салбарын онцлог шаардлага

Зураг төрөөний салбар: Хөнгөн, Стильтэй, Дотуур амттай самбарууд

Энэ өдөртөл зураг төрөөний салбарт хүрэлцэх боломжийг олгосон силикон нь арьсыг цочгоож, шилжүүлэхгүйгээр зөв хугалах боломжийг олгодог бөгөөд шөлөн эсвэл шиффоны шиг эвгүй даавуутай хослуулбал маш сайн байдаг. 2023 оны Эдлэлийн шинжлэх ухааны шинэ тайлангийн мэдээлснээр 10-ын 7 хувь нь хэтэрхий тан биш, 0.5 мм-с хэтрэхгүй зузааны самбаруудыг сонгож байна. Одоо ТПУ нь гудамжны хувцастай сайн тохирдог гэхдээ урт хугацаагаар өмсөх үед силиконтой харьцуулахад агааржуулалт муутай байдаг. Зарим туршилтын үр дүнгээс үзвэл ТПУ-г урт хугацаагаар өмсөх үед силиконтой харьцуулахад агаарын урсгал 3/1-ээс 2/5 хүртэл багасч болохыг харуулжээ.

Спортын тоног төхөөрөмж: Хөдөлгөөнийг шингээх, Барьж чадах чадвар, Динамик даавар шаардлагатай

TPU материалын упругийн сэргэлтийн чадамж ASTM стандартын дагуу дунджаар 98% байгаа тул эдгээр материалыг спорт хэрэгслийн ихэд даралт үзүүлдэг хэсэгт ашиглахад маш тохиромжтой болгодог. Хоккейн цөглүүдийг үйлдвэрлэгчид TPU-р бэхжүүлсэн хэсэг нь хүнхэр дүрсийн гурван дахин илүү хэмжээний элэгдлийн туршилтыг тэснэ гэдгийг олж мэдсэн. Нөгөө талаар силикон өөр ямар нэгэн зүйлийг хийдэг бөгөөд мөн урт зайн уралдааны гар бүрхүүл дээрээ хэвээрээ ашигладаг. Хэдийгээр силикон нь хэдийгээр вибрацийг шингээх чадвартай байдаг нь гарын ядаргааг бууруулдаг бөгөөд зарим судалгаагаар урт хугацааны аялалд ядаргааны түвшин дунджаар 22% буурч байгааг харуулжээ. Энэ шиг материалын шинжлэх ухаан нь спорт хэрэгслийн загвар зохиомжийн ажилд маш их ач холбогдолтой юм.

Цэргийн болон тактикийн тоног төхөөрөмж: Бат бөх, нууц чанар, найдвартай байдал

Цөөн хэмнэлийн инфра улаан туяа нь MIL-STD-3009 цаазтай шаардлагыг хангахад хүрэх ба TPU-ийн хувьд хүнд даацын чиглэл ба хурдан холболтын бат бөх чанарыг дэмждэг. Талбайн туршилтууд нь -40°C-аас 120°C хүртэл температурын хүрээнд цөөн хэмнэл нь наалдамтгай чанараа хадгалж байгааг харуулж байна. TPU нь -20°C-аас доош температур дээр хүлээг болон хүчгүй болдог байна.

Хэрэглээний электроник ба зүүлгэн бүтээгдэхүүн: Тасралтгүй интеграци болон дүр төрх

Силикны цахилгаан тусгаарлах чадал нь миллиметр тутамд 2.8 кВ орчим байдаг бөгөөд ухаалаг цагны самбар дээрх жижиг датчикуудыг зохих ёсоор ажиллуулахад тусалдаг. Тиймээс зүрхний цохилтын хэмжилт нь ихэнхдээ нарийвчлалтай байдаг. Утасны халхавч дээрх гоёл лазерийн огтлолт хийх үед ТПУ нь үйлдвэрлэгчдэд миллиметрээс бага хэмжээний нарийвчлалтай удирдлагыг хангаж өгдөг. Гэсэн хэдий ч нарны гэрэлд удаан хугацаагаар өртөгдсөн гадаа байрладаг төхөөрөмжүүдэд ТПУ нь силикнээс илүү хурдан шарлаж байна. Мөн эдгээр материалыг өнгөнд нь сайн тохируулж болох бөгөөд Пантон стандартыг ойролцоогоор 0.2 мм-ийн нарийвчлалтай давж өнгө тохируулалт хийх боломжтой. Энэ нь компанийн брэндийг бүх бүтээгдэхүүнд яг зөв харагдуулахыг хүсдэг үед маш чухал байдаг.

Зардал, Үйлдвэрлэлийн үр ашиг, Хугацааны үнэ цэнэ

Анхны материал түгээгч, Өртөг ялгаа

Силиконийн засварын материал нь тусгай полимерийн найрлагын улмаас ТПУ-аас 20% өртөгтэй байдаг (Материалын шинжлэх ухааны тоймын тайлан 2023). ТПУ-ын үнэ нь түүхий нефтийн зах зээлтэй холбоотой байдаг тул хэлбэлзэл ихтэй байдаг бол силикон нь илүү тогтвортой эдийн засгийн үнэтэй байдаг тул томоохон хэмжээгээр урт хугацаанд худалдан авахад илүү сайн байдаг.

Үйлдвэрлэлийн процессын үр ашиг ба төхөөрөмжийн шаардлага

ТПУ нь компрессийн процесст силиконгийн хувьд 1.8 дахин хурдан хэвтэй, нэгж тутамд хөдөлмөрийн зардлыг $0.12–$0.18-р бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч силиконгийн бага нарийн төвөгтэй дизайн нь нэг алхамаар хийгдэж, ихэвчлэн хэвтэхийн дараах хайчлах шаардлагыг арилгаж, төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй байдлыг багасгадаг.

Ашиглалтын зардал: Засвар үйлчилгээ, Солих, Хөрөнгө оруулалтын буцах хэмжээ

Химийн идэвхит орчин эсвэл шуудан цацраг идэвхит орчинд анхны өртгийг нь байран сууриар нь байрлуулж болох ба силикагийн таван жилийн доторх хөрөнгө оруулалтын буцаэлт нь 55%-иар илүү байдаг. ТПУ нь зайн зураглалын өөрчлөлт эсвэл мөргөлдөөний эсэргүүцэл нь чухал байдаг үед зардал үр ашигтай байдаг.

Түгээмэл асуулт

Силикаг ба ТПУ-ын гол химийн ялгаа юу вэ?

Силикаг нь дулааны эсэргүүцэл ба уян чанарыг хангахын тулд цахиурын атомын хүчилтөрөгчийн атомын холбоо агуулдаг бол ТПУ нь тос, газрын эсэргүүцэл, бат бөх чанарыг хангахын тулд изоцианатын хэсгүүдийг эвлүүлэн хатуулагч полиолын хэсгүүдтэй нэгтгэдэг.

Яагаад ТПУ-ын засварыг ихэнхдээ үрэлтийн өндөр орчинд ашигладаг вэ?

ТПУ нь механик бат бөх чанар, зүсэлтийн эсэргүүцэл өндөр байдаг ба хэрэглээний туршид силикагаас 35%-аар бага материалыг алддаг тул үрэлт ихтэй орчинд ашиглахад тохиромжтой.

Ямар материал нь нарныг илүү сайн тэсвэрлэх вэ?

Силикон нь тусгай олон арван цагийн нарны гэрэлд орсны дараа 95% уян хатан чанарыг хадгалж байгаа бол ТПУ нь нарны гэрэлд илүү хурдан алга болдог.

Силикон ба ТПУ хэт халуун хүйтэнд яаж тэсвэрлэх вэ?

Силикон нь 230°C хүртэлх халууныг сайн тэсвэрлэх бөгөөд -55°C хүртэлх хүйтэнд тогтвортой байх боломжтой бол ТПУ нь -30°C хүртэлх хүйтэнд уян хатан чанарыг хадгалж чадна. Гэвч халууныг зөвхөн 80°C хүртэл л тэсвэрлэнэ.

Силикон ба ТПУ-ын засварын үнийн ялгаа юу вэ?

Силикон засвар нь тусгай полимерийн найрлагын улмаас эхний үедээ 20% илүү үнэтэй байдаг бол ТПУ-ын үнэ нь түүний нефтийн зах зээлтэй холбоотойгоор хэлбэлзэлтэй байдаг.