고무 & 실리콘

 

용도에 따른 올바른 원료(Grade)의 선택이 제품의 품질과 성능, 수명에 가장 중요합니다. Organmetalic Polymer인 실리콘고무의 우수한 특성은 일반 유기계 고무와 달리 분자구조상 무기적 성질과 유기적 성질을 동시에 갖는 독특한 양면성에 기인합니다. 즉, 분자구조상 주쇄인 실록산(si-o)에 기인하는 무기적 특성 때문에 일반유기체 고무에 비해 내열성, 화학적 안정성, 전기 절연성, 내마모성, 광택성등이 매우 우수합니다. 또 하나 실리콘 고무의 기본적인 PolydimeThyl Siloxane은 긴 사슬 고중합체로서 나선형 구조를 형성하고 분자간 상호 인력이 작아 풍부한 탄성과 우수한 압축영구 줄음율, 내한성 등을 나타내며, 측쇄의 유기페틸기는 발수성, 이형성등의 계면 특성과 더불어 우수한 반응성, 용해성 등의 유기적 특성을 발휘하게 합니다.

[실리콘 고무와 각종 고무와의 물성 비교]

다음은 실리콘고무를 기준으로 한 각종 고무와의 특성을 비교한 것입니다. 실리콘 고무의 일반적인 물성치는 다음과 같다. 경도(Grade)는 10~90, 인장강도(Kgf/㎡)40~120, 신장율(%)은 150~1200, 인열강도(Kgf/cm)10~55, 압축영구줄음율(%)10~40(180℃, 22Hrs), 선 수축율(%)2.7~4, 가소도(Williams)100~450, 비중(25℃)1.0~2.0

[천연고무 및 합성고무와의 성능비교]

물리적특성 인장 강도(Kgf/㎠)상온 인장강도 내마모성 경도(JIS) 생고무의 비중 (at 25℃) 최고사용온도(℃) 최저사용온도(℃) 내오존성상온(150ppm) 신율(%) 상온 신율 인열강도(Kgf/cm) 150℃에서의 수명 종류 121℃ 205℃ 내유성 121℃ 205℃ 실리콘고무 35-140 60 28 양호양호 20-95 0.98 260 -73 14일이상 100-800 350 200 7-10 연속사용가능 천연고무1 100-280 125 9 우수불량 20-100 0.93 116 -35 즉시노화 700 500 80 54 즉시노화 SBR 100-280 84 12 우수불량 40-100 0.94 94 -40 즉시노화 300-700 250 60 - 즉시노화 부틸고무 150-200 70 25 양호불량 30-100 0.92 94 -52 7일 500-700 250 80 90 즉시노화 니트럴고무 40-300 50 9 우수우수 30-100 1.00 121 -15 1시간 400-600 120 20 2-7 즉시노화 크로로프렌고무 100-280 100 13 우수우수 20-90 1.23 121 -40 24시간 60-700 350 0-100 54 즉시노화 폴리설파이드 40-90 50 2 양호우수 20-80 1.34 100 -40 8시간 200-400 140 25> - 즉시노화 우레탄고무 300-500 130 14 우수양호 55-100 1.05 80 -20 8시간 400-750 300 140 45-130 수분 아크릴고무 35-150 90 16 양호우수 40-100 1.10 150-200 -23 1시간 100-400 400 150 - 연속사용가능

 

 

 

 

내열성 [150℃~350℃] Silicone Rubber(결합 에너지:108Kcal/mol)는 有機系고무(결합 에너지:83kcal/mol)와 비교할때 내열성이 매우 뛰어나기 때문에 고온에서도 기계적, 전기적, 화학적 특성이 안정되어 연속 사용 가능합니다. 일반적으로 (150℃~250℃)사이에서 연속 사용(15,000Hrs)이 가능하고 특별한 경우, 특수GRADE는 300℃에서도 사용이 가능합니다.

온도별 고무의 연속 사용 가능 시간 온도(℃) 연속사용시간 150 15,000 200 7,000 260 2,000 316 100 370 1/4~1/2 [응용의 예] 압력밥솥, 전기밥솥, 가스렌지, 각종내연기관의 Hose 및 Boots, 오링, 커피포트, 가스켓,                  고온 가공의 카렌더롤, 코팅 롤, Heater Wire의 피복, 자동차용 가스켓, Diaphragm,                  내열 패킹, 건조기, Door 가스켓, 악세사리 제조용 주물 등

내한성 [-60℃~-110℃] Silicone Rubber는 비결정성이고 온도 의존성이 적기 때문에 내한성이 모든 종류의 고무에 비해 매우 우수(유기계 고무의 포화점:-20~-40℃, 실리콘 고무의 포화점:-40~-70℃)합니다. 특히 페닐기를 함유한 실리콘 고무(PVMQ)는 포화온도 -115℃까지의 초저온에서도 사용이 가능합니다.

[응용의 예] 항공기, 우주선 부품, 잠수함, 장갑차 등 군수품과 자동차 부품, 냉장고, 냉동 설비의                  부품, 가스켓, Hoses, 패킹류 등

무독성 [위생, 무비, 무취, 청결] / 내방사선 [메틸, 페닐, 실콘계 고무] Silicone Rubber는 본질적으로 무독합니다. 생리적으로도 불활성 물질이기 때문에 식품기기, 식품 용기 및 의료용품 제조에 적합하여 이들 분야에 광범위하게 응용 사용하고 있습니다. 또한 내방사선성을 가지고 있어 원자력 발전소의 Cable, Con-neter, Gaskets등에 사용되고 있습니다.

내약품성, 내유성, 내수성 일반적으로 실리콘 고무의 내유성, 내약품성은 일반 유기 고무에 비하여 우수한 내성을 보이며 특히 고온하에서는 우수한 특성이 있습니다. 또한 일반 유기 고무는 용제에 팽윤하여 변질, 용해가 일어나지만 실리콘 고무는 팽윤해도 변질과 융해하는 성분을 함유하기 때문에 용해하며 비산하면 대부분 원래 물성을 찾을수 있습니다. (각종 약품에 사용시 200여 가지가 넘는 약품테스트 자료 참조, 문의/확인후 사용을 권합니다.)

내후성 및 내오존성 Silicone Rubber는 분자구조내 대기중의 산소, 오존, 자외선등과 반응하여 균열을 발생하는 이중 결합이 없기 때문에 내후, 내오존성이 월등히 뛰어나 장기간 노출에도 물성변화가 거의 없습니다.

실리콘 고무의 내후성(외관 검사) 기간 태양광선 조사시간 결과 234개월 27,799시간 약간의표면 균열 발생 [응용의 예] 전기전선, 각종 전선, 地中 Cable, 선박, 자동차, 고층 빌딩 창틀 가스켓

난연성 [관련 UL규격:94V-0, 94V-1, 94-HB 등]

Silicone Rubber는 탄화 수소 함유량이 적기 때문에 쉽게 연소하지 않으며, 할로겐 원소를 함유하지 않으며 화재시 유독가스를 발생하지 않습니다. 별도의 난연재를 배합하면 UL규격에 적합한 난연성 또는 자기 소화성 실리콘 고무를 사용할 수 있습니다. [응용의 예] TV아노드캡, 비디오, 카메라 포커스 캡, 고무 슬리브, 난연 Cable 등

도전성, 열전도성 도전성 Silicone Rubber는 카본등의 도전성 재료를 첨가한 것으로 체적 저항율이 1Ω~10³Ω-cm입니다. 또한 열 전도율은 일반적으로 유기계 고무보다 뛰어난 0.5×103cal/cm.sec.℃이지만 특수 Grade는 열전도율이 3×10-³~10×10-³cal/cm.sec.℃를 나타내는 것도 있습니다.

[응용의 예] 도전성-스위치 접점, 제브라커 넥터, 도전성 튜브. EMI실드용 가스켓등 대전방지용 부품                  열전도성-반도체 소자, 온도퓨즈, 가열 로울러, 파워트랜지스터

전기적 특성 [전기 절연성과 내고압] 실리콘 고무는 분자구조상 탄소 비율이 낮아서 뛰어난 전기절연(10Ω-cm~10Ω-cm)과 절연파괴강도(20~35KW)의 특성을 보입니다. 또한 온도 주파수에 관계 없이 고전압 하에서의 Corona방전이나, 아크(Arc)등에 대하여 큰 저항성을 발휘하여 고전압이 걸리는 부분의 절연재료로서 폭넓게 사용됩니다.

[응용의 예] 전선 피복, 절연 튜브, 테이프, 냉장고 Defroster 와이어, 각종 난방기 와이어, 각종 전기,                  전자부품 와이어, 자동차 이그니션와이어 등

 

 

 

[원료의 Grade별 특성과 물리적 성질]

구분 고무의 종류 (ASTM약호) (NR) (SBR) (BR) (NBR) 에틸렌-프로피렌고무 (EPDM) Features 모든 고무중 촉감이 좋음. 기계적 성질이 우수 천연고무보다 내마모성,내노화성이 양호, 값이 쌈 NR보다 탄성이 좋고 내마모성이 우수 내유,내마모,내노화성 양호 내노화,내오존,극성액체에 대한 저항성,전기적성질 양호 순고무비중 0.92 0.93~0.94 0.91~0.92 1.00~1.20 0.86~0.87 배합고무의 물리적 성질 및 특성 경도(쇼아A) 30-90 40-90 40-90 40-90 40-90 인장강도(kg/㎠) 70-280 50-230 50-230 50-250 50-200 신장율(%) 100-600 100-500 100-500 100-500 100-500 반발탄성(%) A B A A B 사용온도(℃)최고 60 90 90 100 140 사용온도(℃)최저 -40 -35 -45 -25 -40 내마모성 B A A A C 내굴곡균열성 A B C> B B 내오존성 D D D D> A 내압축영구줄음율 B B B B B 내가스투과성 C C C B C 내염성(耐炎性) D D D D D 배합고무의 내유 및 내용제성 윤활유 D D D A D 휘발유 D D D B D 지방족탄화수소 D D D A D 방향족탄화수소 D D D D D 염소용제 D D D D D 알코올 A A A A A 케톤 B B B D A 배합고무의내산 및 내알카리성 물 A A A A A 묽은산 B B B B A 진한산 D D D D B 알칼리 B B B B A 주요용도 자동차 타이어,산업 트럭타이어,신발,호스,벨트,공기 스프링,일반용 및 공업용품 자동차 타이어,자동차부품,신발,고무방수포,운동용품,벨트등 공업용품 및 일반고무제품 자동차,항공기용 타이어,신발,방진고무,고무롤,벨트,호스등의 공업용품 오일실,가스켓내유호스,콘베이어벨트,인쇄롤,방직용 top roll등 내유제품 전선피복,자동차의 웨터스트립 증기호스, 콘베어벨트 등 구분 고무의 종류 (ASTM약호) 부틸고무 (IIR) 클로로프렌고무 (CR) 클로로술폰화풀리에틸렌고무 (CSM) 실리콘고무 (Q) 아크릴고무 (ACM)(ANM) Features 내후,내오존,내가스 투과성 양호 내후,내오존,내열,내약품,내노화성이 평균적으로 우수 내노화,내오존,내약품 내마모성 양호 고도의 내열성과 내한성 고온에서의 내유성 양호 순고무비중 0.91~0.93 1.15~1.25 1.11~1.18 0.95~0.93 1.09~1.10 배합고무의 물리적 성질 및 특성 경도(쇼아A) 35-90 40-90 50-90 30-80 40-90 인장강도(kg/㎠) 50-150 60-250 70-200 30-90 60-140 신장율(%) 100-600 100-500 100-500 100-500 190-400 반발탄성(%) C A B A C 사용온도(℃)최고 120 100 130 250 160 사용온도(℃)최저 -40 -30 -25 -75 -10 내마모성 C B A C C 내굴곡균열성 A B B C B 내오존성 A B A A A 내압축영구줄음율 C B C B C 내가스투과성 A B B D C 내염성(耐炎性) D B B C D 배합고무의 내유 및 내용제성 윤활유 D B B B A 휘발유 D C C D C 지방족탄화수소 D B B D B 방향족탄화수소 D D D D D 염소용제 D D D D D 알코올 A A A C D 케톤 B C C C D 배합고무의내산 및 내알카리성 물 A A A A C> 묽은산 A A A B C 진한산 B C B D D 알칼리 A A A B D 주요용도 자동차 타이어용 튜브,Curing bag,루우핑,전선피복,창틀고무,증기,호스,콘베어벨트 등 전선피복,콘베어벨트,방진고무,창틀고무,접착제,고무방수포 및 일반공업용품 내후성,내식성도료,탱크라이닝고무방수포,내식성패킹,내열내식성롤 등 패킹,가스켓,오일실,내열,내한용 Sealant,의료용,전기 절연용제품 자동차의 트랜스밋숀,크랑크샤프트 관계의 패킹 및 실 등

출처: 지산테크