Хоча як силіконова шкіра, так і синтетична шкіра належать до категорії штучної шкіри, вони принципово відрізняються за своєю хімічною основою, екологічністю, довговічністю та функціональними властивостями. Нижче систематично порівнюється їх з точки зору складу матеріалу, характеристик процесу та сценаріїв застосування:
I. Різниця в природі матеріалу та хімічній структурі
Основні компоненти: неорганічний силоксановий полімер (основа Si-O-Si), органічний полімер (ланцюги CON PU/ланцюги C-Cl PVC)
Метод зшивання: адитивне затвердіння з каталізатором платини (без побічних продуктів), реакція випаровування розчинника/ізоціанату (містить залишки летких органічних сполук)
Молекулярна стабільність: надзвичайно стійкий до атмосферних впливів (енергія зв'язку Si-O > 460 кДж/моль), тоді як PU схильний до гідролізу (енергія ефірного зв'язку < 360 кДж/моль)
Хімічні відмінності: Неорганічна основа силікону надає виняткову стабільність, тоді як органічні ланцюги ПУ/ПВХ схильні до корозії в навколишньому середовищі. II. Ключові відмінності у виробничих процесах
1. Процес виготовлення силіконової шкіряної серцевини
A [Змішування силіконової олії та наповнювача] --> B [Впорскування платинового каталізатора] --> C [Покриття антиадгезійним папером-носієм]
C --> D [Високотемпературне затвердіння (120-150°C)] --> E [Ламінування основної тканини (трикотажне полотно/неткане полотно)]
E --> F [Обробка поверхні тисненням/матуванням]
Процес без розчинників: під час процесу затвердіння не вивільняються малі молекули (ЛОС ≈ 0)
Метод ламінування основної тканини: точкове склеювання гарячим клеєм (не просочення поліуретаном), що зберігає повітропроникність основної тканини
2. Недоліки традиційних процесів обробки синтетичної шкіри
- Штучна шкіра: просочення DMF вологою обробкою → Мікропориста структура, але з залишковим розчинником (потрібне промивання водою, витрата 200 тонн/10 000 метрів)
- ПВХ-шкіра: міграція пластифікатора (щорічне вивільнення 3-5%, що призводить до крихкості)
III. Порівняння параметрів продуктивності (виміряні дані)
1. Силіконова шкіра: стійкість до пожовтіння --- ΔE < 1,0 (QUV 1000 годин)
Стійкість до гідролізу: Відсутність розтріскування при 100°C протягом 720 годин (ASTM D4704)
Вогнестійкість: UL94 V-0 (час самозагасання < 3 секунд)
Викиди ЛОС: < 5 мкг/м³ (ISO 16000-6)
Гнучкість за низьких температур: Згинається при 60°C (без розтріскування)
2. Штучна шкіра PU: стійкість до пожовтіння: ΔE > 8,0 (200 годин)
Стійкість до гідролізу: розтріскування при 70°C протягом 96 годин (ASTM D2097)
Вогнестійкість: UL94 HB (повільне горіння)
Викиди ЛОС: > 300 мкг/м³ (містить ДМФ/толуол)
Гнучкість за низьких температур: крихкість при -20°C
3. Синтетична шкіра з ПВХ: стійкість до пожовтіння: ΔE > 15,0 (100 годин)
Стійкість до гідролізу: Не застосовується (Не стосується випробувань)
Вогнестійкість: UL94 V-2 (запалювання крапельним шляхом)
Викиди ЛОС: >> 500 мкг/м³ (включаючи ДОП)
Гнучкість за низьких температур: твердне при 10°C
IV. Екологічні та безпекові характеристики
1. Силіконова шкіра:
Біосумісність: сертифікована медична якість за стандартом ISO 10993 (стандарт імплантів)
Перероблюваність: Силіконова олія, отримана шляхом термічного крекінгу (коефіцієнт відновлення >85%)
Токсичні речовини: без важких металів/без галогенів
2. Синтетична шкіра
Біосумісність: Ризик подразнення шкіри (містить вільні ізоціанати)
Переробка: Утилізація на сміттєзвалищі (відсутність деградації протягом 500 років)
Токсичні речовини: ПВХ містить стабілізатор на основі солі свинцю, ПУ містить ДМФ
Показники циркулярної економіки: Силіконову шкіру можна фізично зняти з основної тканини до силіконового шару для повторної грануляції. Шкіру PU/PVC можна лише погіршити та переробити завдяки хімічному зшиванню. V. Сценарії застосування
Переваги силіконової шкіри
- Охорона здоров'я:
- Антибактеріальні матраци (рівень пригнічення MRSA >99,9%, відповідає JIS L1902)
- Антистатичні накривалки для хірургічних столів (поверхневий опір 10⁶-10⁹ Ω)
- Транспортні засоби на новій енергії:
- Сидіння, стійкі до погодних умов (робоча температура від -40°C до 180°C)
- Інтер'єри з низьким вмістом летких органічних сполук (відповідає стандарту Volkswagen PV3938)
- Спорядження для вулиці:
- Сидіння для човнів, стійкі до ультрафіолетового випромінювання (QUV 3000 годин ΔE <2)
- Самоочисні намети (кут контакту з водою 110°)
Застосування синтетичної шкіри
- Короткочасне використання:
- Сумки швидкої моди (штучна шкіра легка та недорога)
- Одноразові рекламні вініри (ціна ПВХ шкіри <5 доларів США/м²)
- Безконтактне застосування:
- Ненесучі деталі меблів (наприклад, фасади шухляд) VI. Порівняння вартості та терміну служби
1. Силіконова шкіра: вартість сировини --- $15-25/м² (чистота силіконової олії > 99%)
Споживання енергії в процесі -- низьке (швидке затвердіння, не потрібне промивання водою)
Термін служби -- > 15 років (перевірено на прискорене вивітрювання на відкритому повітрі)
Вартість обслуговування -- Протирання спиртом (без пошкоджень)
2. Силіконова шкіра: вартість сировини --- $8-12/м²
Споживання енергії в процесі -- Високе (лінія мокрого виробництва споживає 2000 кВт·год/10 000 метрів)
Термін служби -- > 3-5 років (гідроліз та подрібнення)
Вартість обслуговування -- Потрібні спеціалізовані прибиральники
TCO (загальна вартість володіння): Силіконова шкіра коштує на 40% менше, ніж штучна шкіра, протягом 10-річного циклу (включаючи витрати на заміну та чищення). VII. Напрямки майбутньої модернізації
- Силіконова шкіра:
- Модифікація наносилану → Супергідрофобність, подібна до листя лотоса (кут контакту > 160°)
- Наб
Час публікації: 30 липня 2025 р.
