실리콘은 병원 진료실의 생명을 구하는 의료 기기부터 부엌 찬장에 숨어 있는 베이크웨어에 이르기까지 요즘 어디에나 있는 소재입니다. 실리콘은 탄성이 있고 극한의 온도에 강하며 전기 절연성이 뛰어납니다.

실리콘 고무는 다양한 산업 분야에서 사용되는 다용도 소재입니다. 다른 유형의 고무와 차별화되는 독특한 특성을 가지고 있지만, 그만큼 더 비쌀 수 있다는 뜻이기도 합니다. 실리콘이 더 비싼 이유는 무엇인가요? 저렴한 대체 소재와 비교했을 때 실리콘을 사용하면 어떤 이점이 있을까요? 이 프리미엄 제품의 가격을 결정하는 요인과 그 이점에 대해 자세히 살펴보고, 실리콘 비용에 영향을 미치는 요인과 투자를 정당화하는 이점을 세분화하여 살펴봅니다.

실리콘은 다른 폴리머보다 가격이 비싼데, 이는 실리콘의 복잡성, 성능 이점 및 특수 제조가 높은 가격에 결정적인 역할을 하기 때문일 수 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 이러한 각 요소에 대해 자세히 살펴보면서 이 놀라운 폴리머의 숨겨진 비용에 대한 통찰력을 제공합니다.

고무 기초

의 미덕을 찬양하기 전에 실리콘를 이해하려면 다른 유형의 고무 중에서 고무의 위치를 이해하는 것이 중요합니다. '고무'라는 용어는 늘어났다가 다시 원래 모양으로 되돌아오는 폴리머인 엘라스토머를 의미합니다. 나무로 만든 천연 고무가 인류가 최초로 사용한 고무 소재였지만, 기술이 발전하면서 네오프렌과 폴리우레탄 등 다양한 합성 소재가 만들어졌습니다.

각 고무는 고유한 특성을 가지고 있어 특정 용도에 이상적입니다:

천연 고무(NR): 매우 탄력 있고 질기죠. 그래서 타이어, 고무줄, 보호 장갑과 같은 제품을 만드는 데 사용합니다.

스티렌 부타디엔 고무(SBR): 다양한 작업을 잘 수행하는 인공 합성 고무. 내마모성이 천연 고무보다 우수합니다. 따라서 SBR은 오래 사용할 수 있는 타이어를 만드는 데 이상적입니다.

네오프렌(CR): CR은 매우 균형 잡힌 특성을 가진 합성 고무입니다. 내유성이 뛰어나고 기후 및 온도 변화에 대한 적응성이 강해 씰, 개스킷 또는 호스 제작에 매우 적합합니다. 잠깐만요.

폴리우레탄 고무(PU): PU는 연신율이 높기 때문에 많이 늘어날 수 있습니다. 따라서 서스펜션 부싱이나 롤러를 만드는 데 이상적입니다.

각 유형에는 고유한 장점이 있지만 한계도 있습니다. 바로 여기서 실리콘의 탁월한 특성이 발휘됩니다.

실리콘: 안정성의 구조

실리콘 고무 소재는 주로 실리콘으로 만든 합성 엘라스토머입니다. 실리콘은 실리콘, 탄소, 수소, 산소로 구성됩니다. 실리콘은 화학 구조가 천연 고무나 네오프렌(다른 두 가지 유형의 엘라스토머)과 다르기 때문에 다른 특성도 가지고 있습니다.

예를 들어: 극한의 온도에도 견디며 유기 고무처럼 분해되지 않습니다. 실리콘은 자연적으로 자외선(UV)과 오존에 강하기 때문에 열을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 장시간 야외에서 사용해도 큰 유해한 영향 없이 사용할 수 있습니다. 이러한 견고하고 내화학성이 강한 소재를 제조하려면 전문 지식이 필요하고 비용이 많이 듭니다.

실리콘은 단일 물질이 아니라 폴리머이며, 이 폴리머 계열은 다른 고무에서 흔히 볼 수 없는 특이한 특성을 가지고 있습니다. 실리콘에는 많은 유용한 특성이 있습니다:

온도 저항: 실리콘은 고온에서도 큰 분해 없이 견딜 수 있습니다. 100°C에서 250°C까지 견딜 수 있으며, 특수 처리된 경우 더 높은 온도에서도 견딜 수 있습니다. 그래서 실리콘 고무는 오븐 장갑뿐만 아니라 우주선이나 인공위성의 전자 장치에도 사용됩니다.

내화학성: 실리콘은 다양한 화학 물질에 대한 내성이 있어 오일, 염분, 산, 알칼리와 접촉하는 실리콘 실란트에 이상적입니다.

생체 적합성: 의료 목적으로 사용하는 경우 신체 조직과 반응하지 않으며 음식에 사용해도 안전합니다.

전기 절연 특성: 실리콘은 좋은 전기 절연체이므로 누전으로부터 매우 잘 보호합니다.

내후성: 마지막으로 이러한 물질은 내후성이 있어 태양의 자외선과 오존 가스의 공격을 견딜 수 있으며, 이 조합은 외부에 남겨진 대부분의 물질을 빠르게 분해할 수 있다는 점을 잊지 마세요.

실리콘을 고성능 폴리머로 돋보이게 하는 것은 열 안정성, 화학적 불활성 및 생체 적합성이라는 보기 드문 조합입니다.

원자재 딜레마

실리콘 고무는 실리콘, 탄소, 수소, 산소를 포함하는 폴리머인 실리콘으로 구성됩니다. 순수한 실리콘을 얻으려면 이러한 특수 물질을 많이 정제하고 가공해야 하기 때문에 탄소 기반 실리콘보다 더 비쌀 수 있습니다!

실제로 실리카 자체에서 추출한 실리콘을 정제하는 것은 에너지 집약적인 공정으로 원료의 생산 비용이 크게 증가합니다.

순도의 관련성

실리콘을 만드는 데 사용되는 원재료의 순도는 비용에 큰 영향을 미칩니다. 실리콘의 순도가 매우 높으면 순도가 낮은 실리콘보다 물리적, 화학적 특성이 더 우수한 경향이 있습니다. 따라서 고순도 실리콘은 의료 기기, 항공 우주 장비, 동급 최고의 성능을 갖춘 전자 제품 등에 이상적입니다. 제조 공정 전반에 걸쳐 실리콘을 초고순도로 유지하려면 비용이 많이 들며, 이러한 추가 비용은 궁극적으로 가격 상승으로 이어집니다.

제조 복잡성

실리콘 고무의 생산 공정은 일반적으로 일반 고무보다 더 복잡합니다. 실리콘이 대부분의 물질보다 매우 뜨겁거나 매우 차가운 온도에 잘 견디거나 반복적인 스트레스를 견디는 등 특정 특성을 갖기를 원할 경우 고온 경화 및 가교 결합과 같은 추가 단계가 필요하기 때문입니다.

이러한 단계를 통해 햇빛(UV) 또는 일반 대기 수준의 산소 함유 공기(오존)에 장시간 반복적으로 노출되어도 제품이 안정적인 성능이나 외관을 유지할 수 있습니다. 이러한 다양한 특성이 결합되어 매우 유용합니다.

양보다 질

실리콘 고무 생산에 있어서는 양보다 품질이 더 중요한 경우가 많습니다. 제조업체는 생산 공정 전반에 걸쳐 정확성에 중점을 두는 경우가 많은데, 이는 엄격한 산업 사양과 개별 고객의 요구 사항을 충족하는 동시에 복잡한 제조 절차에 따른 높은 비용을 정당화할 수 있을 만큼의 정밀도를 확보하는 데 도움이 되는 접근 방식입니다.

내구성 및 수명

실리콘 고무의 뛰어난 내구성은 다른 소재와 차별화되며 높은 가격을 정당화합니다. 실제로 실리콘 고무 제품은 일반적으로 유사한 제품보다 훨씬 오래 지속됩니다. 장기적으로는 더 저렴하고 비용 효율적이 될 것입니다.

다른 물질로 만든 유사 제품보다 교체 빈도가 적고 유지보수 비용도 일반적으로 낮습니다(초기 비용은 상대적으로 높을 수 있지만).

환경 및 내화학성

실리콘 소재의 또 다른 장점은 화학 물질과 환경 조건에 대한 자연스러운 저항력입니다. 즉, 실리콘으로 만든 제품은 열악한 환경에서 사용하거나 장시간 외부에 노출되어도 강도와 외관, 기능을 오랫동안 잘 유지할 수 있어 사람들이 선불로 더 많은 비용을 지불하는 데 도움이 됩니다. 또한 오래 지속되기 때문에 복원력이 중요한 역할에 대한 투자를 더욱 정당화할 수 있습니다.

제조 숙련도

실리콘 고무의 가공은 기존 고무와 다르며 압축 성형, 트랜스퍼 성형, 액체 사출 성형과 같은 특수 기술이 필요합니다:

압축 성형: 소량 또는 중량을 일관되게 생산할 수 있는 저렴한 방법 실리콘 제품.

트랜스퍼 몰딩: 트랜스퍼 몰딩은 재료 낭비 없이 정확하게 성형된 제품을 대량으로 제작해야 할 때 적합하며, 복잡한 부품의 경우 다른 방법보다 비용이 저렴합니다.

액체 사출 성형: 액체 사출 성형의 초기 비용은 더 높을 수 있지만 내열성과 정밀한 형상을 모두 갖춘 높은 수준의 정밀도가 필요한 제품이라면 이 기술은 엄청난 가치를 제공합니다.

실리콘은 기존 고무 소재보다 경화 시간이 길고 경화 온도가 높기 때문에 제조 공정을 세심하게 관리해야 합니다. 또한 특수한 특성으로 인해 제조 장비의 비용이 상승하기 때문에 자본 투자 증가가 고객에게 전가됩니다.

규정 준수 및 인증

실리콘 고무는 엄격한 규칙을 따라야 하는 곳에서 흔히 사용됩니다. 예를 들어 자동차 산업, 의료 및 식품 분야가 이에 해당합니다, 실리콘 제품 는 FDA 가이드라인은 물론 전 세계 다른 규제 기관의 가이드라인을 충족해야 합니다. 이러한 프로토콜을 준수하면 어느 정도 비용이 증가하지만, 고객의 제품이 안전하고 업계 표준을 준수한다는 것을 보장합니다.

전문 인증

또한 특정 실리콘 제품은 산업별 인증 요건을 충족해야 합니다. 예를 들어 의료용 임플란트는 생체 적합성이 있어야 하고 항공우주용 소재는 난연성이 있어야 합니다.

이러한 인증을 획득하려면 추가적인 테스트 및 기록 절차가 필요하므로 비용이 증가하지만, 기존의 규정 준수 조치만으로는 확실성을 제공할 수 없으므로 이러한 단계는 의도된 용도에 대한 적합성을 보장하기 위해 필요합니다.

혁신 및 연구

실리콘 고무는 매우 다재다능한 물질이기 때문에 상당한 R&D 투자와 자금이 투입되는 경향이 있습니다. 과학자들은 재료 과학 및 제조 공정의 최신 기술을 사용하여 이전보다 더 나은 성능을 발휘하는 새로운 실리콘 조합을 지속적으로 개발하고 있습니다.

이러한 지속적인 개선은 사용자에게 한 가지를 의미합니다. 전자제품이나 헬스케어와 같은 분야에서 항상 최첨단을 달리는 제품이 될 수 있지만, R&D 지출의 지속적인 필요성과 국내/국제적으로 강제되는 규제를 충족해야 하는 두 가지 요인으로 인해 비용이 상승하여 가격이 크게 오를 수 있습니다.

맞춤형 솔루션

실리콘 고무 산업은 고객 중심이기 때문에 많은 기업이 특정 프로젝트의 요구 사항을 충족하기 위해 제품을 맞춤화하고자 합니다. 이는 경쟁사의 기성품에 비해 비용이 증가할 수 있지만, 고객이 원하는 것을 정확하게 제공할 수 있다면 시장에서 독보적인 가치를 제공합니다.

지속 가능성 및 비용 고려 사항

지속 가능성을 추구하는 과정에서 고무를 만드는 새로운 방법이 발견되었습니다. 예를 들어 재생 가능한 식물과 기타 천연 물질로 만든 바이오 기반 엘라스토머가 있습니다. 구식 대신 이 새로운 유형의 재료를 사용하면 지구를 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 고온 및 내화학성의 핵심 영역에서 아직 실리콘의 성능을 따라갈 수 없다는 단점도 있습니다.

결론

실리콘 고무는 매우 좋은 이유로 비슷한 고무보다 가격이 저렴합니다: 첫째, 실리콘은 타의 추종을 불허하는 물리적, 화학적 특성을 가지고 있습니다. 또한 제조업체는 이제 제품이 엄격한 표준을 충족하도록 광범위한 조치를 취하기 때문에 실리콘의 초기 투자 비용이 상대적으로 높습니다. 시간이 지나면서 가혹한 조건을 견딜 수 있는 소재가 필요하거나 업계 규제 기관에서 부과하는 요구 사항을 충족해야 하는 경우 고품질 실리콘보다 더 좋은 선택은 없습니다.

비용 실리콘 고무 에는 단순한 제조 비용 이상의 것이 포함됩니다. 또한 이러한 소재를 개발하고 생산하는 데 필요한 것, 즉 대규모 개발 및 생산을 위한 심도 있는 화학 지식과 시스템도 포함됩니다. 안정성, 다용도성 및 투자 가치가 있는 기타 이점 외에도 많은 막후 작업이 필요하기 때문에 비용이 매우 많이 듭니다.

실리콘은 더 비싸지만 실리콘의 고유한 특성은 여전히 많은 분야에서 새로운 아이디어를 불러일으킵니다. 이 소재는 다른 고무로는 할 수 없는 일을 할 수 있습니다. 열악한 환경에서도 작동할 수 있는 더 튼튼한 소재에 대한 수요가 증가함에 따라 실리콘에 대한 의존도도 높아지고 있습니다.

실리콘의 세계를 더 깊이 파고들면 실리콘의 가치가 분명해집니다. 제트 엔진에 필요한 실리콘 씰부터 일상 생활에서 사용되는 실리콘 고무 제품까지, 실리콘은 다른 소재보다 뛰어난 성능을 제공합니다. 가격은 비싸지만 대체할 수 없기 때문에 매우 선호도가 높습니다.