Kuigi nii silikoonnahk kui ka sünteetiline nahk kuuluvad tehisnaha kategooriasse, erinevad nad põhimõtteliselt oma keemilise koostise, keskkonnasõbralikkuse, vastupidavuse ja funktsionaalsete omaduste poolest. Järgnevalt võrreldakse neid süstemaatiliselt materjali koostise, protsessi omaduste ja rakendusvõimaluste seisukohast:
I. Materjali olemus ja keemilise struktuuri erinevused
Peamised komponendid: anorgaaniline siloksaanpolümeer (Si-O-Si selgroog), orgaaniline polümeer (PVC PU/C-Cl ahelate CON-ahelad)
Ristsidumismeetod: plaatina katalüüsitud liitmiskõvenemine (kõrvalproduktideta), lahusti aurustamine/isotsüanaadi reaktsioon (sisaldab lenduvate orgaaniliste ühendite jääke)
Molekulaarne stabiilsus: Äärmiselt ilmastikukindel (Si-O sideme energia > 460 kJ/mol), samas kui PU on hüdrolüüsile vastuvõtlik (estri sideme energia < 360 kJ/mol)
Keemilised erinevused: Silikooni anorgaaniline selgroog annab erakordse stabiilsuse, samas kui PU/PVC orgaanilised ahelad on keskkonnakorrosioonile vastuvõtlikud. II. Peamised erinevused tootmisprotsessides
1. Silikoonist nahast südamiku protsess
A [Silikoonõli + täiteaine segamine] --> B [Plaatina katalüsaatori süstimine] --> C [Vabastuspaberi aluskiht]
C --> D [Kõrgtemperatuuriline kõvenemine (120–150 °C)] --> E [Aluskanga lamineerimine (trikookangas/fleiskingas)]
E --> F [Pinna reljeeftrükk/matttöötlus]
Lahustivaba protsess: Kõvenemisprotsessi ajal ei eraldu väikeseid molekule (VOC ≈ 0)
Aluskanga lamineerimismeetod: kuumliimpunktliimimine (mitte PU-immutus), säilitades aluskanga hingavuse
2. Traditsiooniliste sünteetilise naha protsesside puudused
- PU-nahk: DMF-i märgimmutamine → mikropoorne struktuur, kuid lahustijäägid (nõuab veega pesemist, kulub 200 tonni/10 000 meetrit)
- PVC-nahk: plastifikaatori migratsioon (3–5% eraldub aastas, mis põhjustab haprust)
III. Toimivusparameetrite võrdlus (mõõdetud andmed)
1. Silikoonnahk: Kollastumise vastupidavus --- ΔE < 1,0 (QUV 1000 tundi)
Hüdrolüüsikindlus: Pragunemist ei esine temperatuuril 100 °C 720 tunni jooksul (ASTM D4704)
Leegiaeglus: UL94 V-0 (isekustumisaeg < 3 sekundit)
VOC-de heitkogused: < 5 μg/m³ (ISO 16000-6)
Madala temperatuuriga painduvus: Painduv temperatuuril 60 °C (pragunemist ei teki)
2. PU sünteetiline nahk: kollasusekindlus: ΔE > 8,0 (200 tundi)
Hüdrolüüsikindlus: pragunemine temperatuuril 70 °C 96 tunni jooksul (ASTM D2097)
Leegiaeglus: UL94 HB (aeglaselt põlev)
VOC heitkogused: > 300 μg/m³ (sisaldab DMF-i/tolueeni)
Madala temperatuuriga paindlikkus: habras temperatuuril -20 °C
3. PVC sünteetiline nahk: kollasusekindlus: ΔE > 15,0 (100 tundi)
Hüdrolüüsikindlus: Ei ole kohaldatav (pole testimise seisukohast oluline)
Leegiaeglus: UL94 V-2 (tilkuva süütega)
VOC heitkogused: >> 500 μg/m³ (sh DOP)
Madala temperatuuriga paindlikkus: kõveneb temperatuuril 10 °C
IV. Keskkonna- ja ohutusfunktsioonid
1. Silikoonnahk:
Bioühilduvus: ISO 10993 meditsiinilise kvaliteediga sertifitseeritud (implantaatide standard)
Taaskasutatavus: Silikoonõli eraldatakse termilise krakkimise teel (taaskasutusmäär >85%)
Mürgised ained: raskmetallide-/halogeenivabad
2. Sünteetiline nahk
Biosobivus: Nahaärrituse oht (sisaldab vabu isotsüanaate)
Taaskasutatavus: prügilasse ladestamine (lagunemise puudumine 500 aasta jooksul)
Mürgised ained: PVC sisaldab pliisoola stabilisaatorit, PU sisaldab DMF-i
Ringmajanduse toimivus: Silikoonnahka saab füüsiliselt eemaldada aluskangast silikoonkihini, et seda uuesti granuleerida. PU/PVC nahka saab keemilise ristseotuse tõttu alandada ja taaskasutada. V. Rakendusstsenaariumid
Silikoonnaha eelised
- Tervishoid:
- Antibakteriaalsed madratsid (MRSA inhibeerimismäär >99,9%, vastab standardile JIS L1902)
- Antistaatilised kirurgiliste laudade katted (pinnatakistus 10⁶-10⁹ Ω)
- Uue energiaga sõidukid:
- Ilmastikukindlad istmed (töötemperatuur -40°C kuni 180°C)
- Madala lenduvate orgaaniliste ühendite sisaldusega salong (vastab Volkswageni PV3938 standardile)
- Välivarustus:
- UV-kindlad paadiistmed (QUV 3000-tunnine ΔE <2)
- Isepuhastuvad telgid (vee kokkupuutenurk 110°)
Sünteetilise naha rakendused
- Lühiajaline kasutamine:
- Kiirmoe kotid (PU-nahk on kerge ja odav)
- Ühekordsed vitriinikatted (PVC-naha hind <5 dollarit/m²)
- Kontaktivabad rakendused:
- Mittekandvad mööbliosad (nt sahtli esipaneelid) VI. Maksumuse ja eluea võrdlus
1. Silikoonnahk: tooraine hind --- 15–25 dollarit/m² (silikoonõli puhtus > 99%)
Protsessi energiatarve -- madal (kiire kõvenemine, veega pesemist pole vaja)
Kasutusiga -- > 15 aastat (välistingimustes kiirendatud ilmastikukindluse kontrollitud)
Hoolduskulud -- Otsene pühkimine alkoholiga (kahjustusi ei teki)
2. Silikoonnahk: tooraine hind --- 8–12 dollarit/m²
Protsessi energiatarve -- Kõrge (märgtöötlusliin tarbib 2000 kWh/10 000 meetrit)
Kasutusiga --> 3-5 aastat (hüdrolüüs ja pulveriseerimine)
Hoolduskulud -- nõuab spetsiaalseid puhastusvahendeid
TCO (omamise kogukulu): Silikoonnahk maksab 10-aastase tsükli jooksul 40% vähem kui PU-nahk (sh asendus- ja puhastuskulud). VII. Edasised uuendamise juhised
- Silikoonnahk:
- Nanosilaani modifikatsioon → Lootoselehe-laadne superhüdrofoobsus (kontaktnurk > 160°)
- Emb
Postituse aeg: 30. juuli 2025
