오늘날 실리콘 고무와 일반 고무는 일상 생활의 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 고무 손잡이부터 주방용품, 의료 및 항공기 부품에 이르기까지 실리콘 고무와 일반 고무는 어디에서나 찾아볼 수 있습니다. 특히 고무 부품으로 강화된 제품을 설계할 때는 실리콘과 고무 중 적합한 고무 유형을 선택하는 것이 중요합니다. 두 재료의 미묘한 차이점을 이해하면 복잡한 부분에 주의를 기울이지 않는 사람보다 더 만족스러운 제품을 만들 수 있습니다.

다양한 제품 및 상품 제조에 사용할 재료를 선택할 때 현재 소비자 시장에서 사용 가능한 많은 고무 유형의 장단점을 인식할 필요가 있습니다. 많은 고무 제품이 다재다능한 것으로 입증되었습니다. 실리콘 고무와 일반 고무는 다양한 산업에서 가장 많이 사용되는 두 가지 고무 유형입니다. 이 두 가지 재료는 특성과 용도가 매우 다르며 제조 공정도 크게 다릅니다.

이 블로그 게시물을 통해 제조업체, 소비자 및 업계 전문가에게 고무 가공 유형의 다양성에 대해 교육할 뿐만 아니라 고무 가공 유형의 다양성에 대한 통찰력을 제공합니다.

실리콘 및 일반 고무에 대한 기본 지식

실리콘 고무란 무엇인가요?

실리콘 고무 실리콘, 탄소, 수소, 산소를 주성분으로 하는 탄화수소 중합체입니다. 인공 합성 물질입니다. 우수한 내열성, 뛰어난 유연성 및 생체 적합성과 같은 우수한 특성으로 인기가 높습니다. 따라서 온도 변화가 크거나 기타 불리한 조건에 노출되는 애플리케이션에 가장 적합한 소재입니다.

실리콘 고무는 일반적으로 자동차 분야의 개스킷 및 실란트와 같이 극한의 온도와 환경적 위험이 우려되는 분야에 사용됩니다. 전도성, 난연성, 의료용 실리콘 등 다양한 등급의 실리콘을 만들 수 있다는 점에서 그 다재다능함을 설명할 수 있습니다.

일반 고무란 무엇인가요?

흔히 고무 또는 천연 고무라고 불리는 이 제품은 고무나무에서 생성되는 천연 화합물인 라텍스에서 추출합니다. 주요 화학 성분이 분리되어 시스 -1,4- 폴리이소프렌과 단백질, 물 및 무기 화합물 형태의 일부 불순물이 남습니다. 그 특성은 고탄성 소재, 우수한 인장 강도, 마모에 대한 상당한 저항성, 용제 및 습기에 대한 내마모성입니다.

일반 고무는 타이어나 신발과 같은 일상적인 용도로 많이 사용되는 저렴한 옵션입니다. 어디에서나 많은 물체에서 찾을 수 있습니다. 일반 고무는 내화학성 측면에서 실리콘만큼 강하지는 않지만 유연성과 인장 강도 측면에서 실리콘과 많은 공통점을 가지고 있습니다.

실리콘 고무의 기원

최근에 등장한 화합물인 실리콘 엘라스토머는 열, 화학 및 전기 저항성과 유연성 특성(주로 극한 조건에서)이 뛰어난 매우 드문 소재가 되었습니다. 일반 고무는 많은 애플리케이션에 사용되는 일반적인 소재이지만 실리콘 고무가 제공하는 모든 대기 특성을 본질적으로 가지고 있지는 않습니다.

1. 실리콘이 다른 이유

실리콘 고무는 일반적으로 극한의 열이나 추위에서 발생하는 것으로 알려진 기계적 또는 물리적 품질 변화의 징후 없이 섭씨 -55도에서 300도까지의 온도를 견딜 수 있다는 점에서 독특합니다. 따라서 이러한 애플리케이션에 이상적입니다. 첫째, 실리콘은 일반 고무처럼 녹거나 타거나 녹지 않으며, 열적으로 안정적이고 화학적으로 불활성이며 극한의 힘에도 반응하지 않습니다. 따라서 실리콘은 대부분의 고무가 시간이 지나면 분해될 수 있는 조건에서도 우수한 성능을 발휘합니다.

2. 화학 살펴보기

내화학성에 관해서는 이 부분이 모호해집니다. 영향을 받지 않은 고무(여기서도 정상적인 조건에서 사용됨)는 다른 화합물을 용해할 수 있습니다. 그러나 고무 기반 실리콘은 가장 공격적이거나 부식성이 강한 물질뿐만 아니라 화학적 공격에 대해서도 타협하지 않는 저항성을 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 다른 고무가 완전히 실패하는 경우를 제외하고는 광범위한 화학 물질에 효과적인 선택이 될 수 있습니다.

기본적인 차이점 이해하기

화학 성분

실리콘 고무는 지하에서 산소 다음으로 무거운 원소인 실리카로 만들어집니다. 이 성분은 폴리머의 특성, 특히 뛰어난 내열성을 화학적으로 결정합니다.

천연 고무는 탄화수소를 기반으로 하는 합성 고무에 비해 화학 성분이 덜 복잡한 것으로 알려져 있지만, 일반 고무는 탄화수소를 기반으로 합니다. 그렇기 때문에 일반 고무는 강한 환경적 영향에 노출될 때 다음과 같은 영향을 더 많이 받습니다. 실리콘 고무.

기계적 동작

실리콘 고무는 내마모성과 연신율이 높아 압축, 변형, 전단 등으로 인한 다양한 기계적 하중을 균열이나 초기 형태 변화 없이 견딜 수 있습니다. 반면 고무는 일반적으로 탄력성과 내마모성이 뛰어나 단단하고 딱딱한 물체와 자주 접촉하고 충격을 받을 수 있는 표면에 적합합니다.

열 저항

실리콘 고무는 500°F(260°C)의 높은 온도와 -100°F(-70°C)의 낮은 온도에서도 성능을 유지하기 때문에 극한 온도 테스트에서 최고 점수를 받을 수 있습니다. 우리가 일반적으로 사용하는 고무는 일반적으로 유기물이기 때문에 약 140°F(60°C)의 고온 범위로 사용이 제한됩니다.

애플리케이션 및 산업

전자 및 의료 산업을 위한 실리콘

실리콘의 생체 불활성은 보철물이나 임플란트와 같은 의료 분야에서 중요한 장점으로 꼽힙니다. 전기적 특성 외에도 특히 고온에서 전자 부품을 효과적으로 둘러싸고 단열합니다.

타이어 및 자동차 부품에 사용되는 일반적인 고무

고무의 뛰어난 인성은 기계적 특성까지 확장되어 타이어, 개스킷 및 다양한 기계 부품 생산에 사용되는 자동차 산업의 표준이 되었습니다. (EVA)의 충격 흡수 및 내충격 특성은 스포츠 장비 및 신발에 사용될 뿐만 아니라 발의 부드러운 착지 및 쿠션이 중요한 요구 사항인 신발의 구조에도 적용됩니다.

제조상의 차이점

가황 프로세스

일반 고무를 제조하려면 천연 고무 또는 관련 폴리머를 더 튼튼한 재료로 전환하는 데 사용되는 화학 공정인 가황 처리가 필요합니다. 이 방법은 일반적으로 고무를 가열하는 동안 유황 및 기타 경화제를 사용합니다. 사실 실리콘 고무는 처음부터 네트워크를 형성하기 시작하기 때문에 폴리머처럼 가황할 필요가 없습니다.

성형 및 가공성

열 안정성이 뛰어나기 때문입니다, 실리콘 고무 은 압축 성형, 트랜스퍼 성형, 액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형 등 다양한 공정을 사용하여 매우 복잡한 모양으로 성형할 수 있기 때문에 많은 산업 분야에서 선호되는 소재입니다. 일반 고무의 대안으로 가단성이 뛰어나지만 생산 시 온도와 기계 압력을 보다 정밀하게 제어해야 하는 실리콘을 사용할 수 있습니다.

환경 영향 및 지속 가능성

생분해성 및 폐기

고무는 가장 흔한 물질입니다. 천연 고무이긴 하지만 오래 방치하면 분해됩니다. 과정이 느리고 특정 조건이 필요하기 때문에 결과도 느릴 수 있습니다. 실리콘 고무의 환경적 단점은 쉽게 분해되지 않는다는 점일 수도 있습니다.

실제로 지난 수십 년 동안 새로운 기술과 재활용의 지속적인 개발로 실리콘 폐기물은 골칫거리가 되어 왔습니다. 혁신적인 재활용 기술이 실리콘 폐기물 문제를 점차 완화하고 있습니다.

재생 가능한 리소스

천연 고무는 환경 친화적인 고무 농장에서 자란 고무 나무에서 추출할 수 있습니다. 또한 점점 더 많은 제조업체와 소비자들이 책임감 있고 친환경적인 방식으로 생산된 고무를 선호하기 때문에 생산 공정이 환경 친화적입니다. 그러나 실리콘 고무는 주로 바이오매스를 태울 때 나오는 부산물인 모래에서 발견되는 규산염에서 얻은 실란으로 만들어집니다.

비용 고려 사항

생산 비용

실리콘 고무의 생산 비용이 더 비싼 이유는 원재료의 특성과 더 복잡한 제조 기술 때문일 수 있습니다. 또한 부드러운 실리콘 고무의 성형 공정에는 종종 값비싼 특수 금형이 필요하므로 초기 제품의 가격도 상승합니다.

장기적인 내구성

이후 실리콘 고무 는 다른 소재에 비해 초기 비용이 높지만 실리콘 고무의 내구성은 그만한 가치가 있는 경우가 많습니다. 실리콘 생산은 내열성과 노화 특성이 유리한 애플리케이션에서 수율을 초과하는 경우가 많습니다. 실리콘 제품은 수명이 길고 시간이 많이 절약됩니다.

사례 연구: 실리콘 씰과 일반 고무 씰 비교

실리콘 씰링 링과 일반 고무 씰링 링은 일반적인 씰링 재료이지만 성능과 용도에는 일정한 차이가 있습니다.

재료

일반 고무 씰링은 천연 고무 또는 합성 고무로 만들어지며, 실리콘 씰링은 실리콘 고무로 만들어집니다. 고무는 고무 나무에서 생산되는 라텍스에서 추출한 천연 고무인 반면 실리콘 고무는 정제된 석유와 석탄에서 추출한 장쇄 분자 인 폴리머 체인으로 만들어집니다. 실리콘 고무는 고온 및 내식성 측면에서 일반 고무보다 우수하므로 다양한 특수 용도에 더 실용적인 의미를 갖는다는 것을 알 수 있습니다.

온도 저항

실리콘 씰은 -60°C-230°С의 온도 범위에서 표준 고무 씰보다 우수한 작동 성능을 발휘합니다. 따라서 지정된 온도 범위 내에서 원활하게 작동할 수 있습니다. 이러한 고온 성능은 이 소재에 많은 장점을 제공하며 자동차 에어컨 호스, 가솔린 씰 및 압축 공기 시스템, 항공기 제트 엔진, 태양광 장치 및 기타 분야와 같이 고온 저항성이 필요한 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 표준 고무형 씰은 주변 온도 범위에 비해 작동 온도 범위가 제한적이며, 일반적으로 -40°C~120°C입니다.

내화학성

실리콘으로 만든 씰링 소재는 일반 고무 소재보다 화학 물질에 대한 내성이 강합니다. O링, 개스킷 등과 같은 소형 실리콘 씰은 열악한 환경에서 널리 사용됩니다.

예를 들어 산, 알칼리 및 유기 용매는 일반 고무 씰을 부식시키지만 실리콘 씰은 이러한 매체를 견디고 기능을 발휘할 수 있습니다. 따라서 제약, 화학 및 석유 탐사 산업과 같은 특정 산업 분야의 특수성으로 인해 실리콘 씰링 링을 선택해야 합니다.

씰링 성능

고무 씰링에 비해 실리콘 소재 씰링은 씰링 효율을 향상시킵니다. 실리콘으로 만든 가스 및 유체 씰은 고무가 잘 부서지고 딱딱해질 가능성이 적고 씰의 수명이 상대적으로 길기 때문에 누출을 방지하는 데 효과적입니다.

실리콘 씰 사용의 이점 중 실리콘 씰이 자동차 제조, 항공 우주 시스템, 전자 및 기타 실리콘 씰을 대량으로 필요로 하는 산업 분야에서 인기를 끌고 있는 주요 요인입니다.

비용

실리콘 씰이 일반 고무링보다 가격이 비싼 일반적인 이유는 재료의 품질 때문입니다. 실리콘 원재료의 가격이 비싸고 생산 공정이 복잡하기 때문입니다.

그러나 특별한 경우에는 실리콘 씰이 제공하는 고온 저항성, 내화학성 및 우수한 밀봉 성능이 비용을 뛰어넘어 기존 고무 씰보다 더 적합할 수 있습니다.

대체로 이 두 가지 씰링 방법(실리콘 씰과 일반 고무 씰)은 기본 원리는 동일하지만 각각 고유한 장단점이 있습니다.

실제 실생활에서 씰링 재료를 사용할 때는 프로젝트 요구 사항과 실제 조건에 따라 적절한 씰링 재료가 선택됩니다.

실리콘 고무는 언제 선택해야 하나요?

천연 고무와 달리 실리콘 고무는 특정 애플리케이션에서 다용도로 사용할 수 있기 때문입니다:

1. 극한 환경

이를 통해 실리콘이 작동할 수 있는 범위를 크게 정의할 수 있으며, 이는 특히 극한의 온도에 노출되는 대형 주방과 산업용 주방에서 매우 유용합니다. 부품이 허용 한계 이상의 온도에서 작동해야 하고 의료 기기가 다양한 멸균 절차에 누적적으로 노출되어야 하는 항공 우주 분야의 경우를 생각해 보십시오.

2. 의료 및 식품 등급 애플리케이션

생체 적합성과 보철물, 카테터, 의료용 튜브에 사용되는 의료용 실리콘은 필수 소재입니다. 대신 식품용 실리콘은 음식에 스며들지 않고 식기세척기 사용이 가능하며 달라붙지 않으므로 제빵 도구와 주방 용품에 우선적으로 사용해야 합니다.

3. 전기 및 전자 장비

실리콘은 고전압을 견디는 능력과 절연 특성 외에도 케이블, 커넥터 및 기타 전자 부품에 필수적인 소재이기 때문에 전기 유틸리티와 실리콘 및 전자 제품 제조업체는 실리콘을 필수 소재로 사용하고 있습니다.

친환경적인 특성으로 잘 알려져 있어 반도체 업계에서 매우 인기가 높습니다.

일반 고무를 선택해야 하는 경우

1. 매일 항목 및 일반 설정

그 이유는 짐을 운반하거나 간단한 소비재와 같은 단순하고 일상적인 물건에는 일반 고무 외에 다른 소재가 거의 필요하지 않기 때문입니다. 신축성이 뛰어나고 가격이 저렴하기 때문에 공, 신발, 고무줄과 같은 스포츠웨어에 적합하기 때문인 것으로 추정됩니다.

2. 산업 애플리케이션

예를 들어 화학물질 노출과 온도 변화가 주요 고려 사항이 아닌 덜 까다로운 산업 환경에서는 선호 강도가 낮은 고무를 사용하는 것이 만족스럽게 적합할 수 있습니다. 컨베이어 벨트, 씰 및 개스킷, 간단한 부품을 작업할 때 종종 선택됩니다.

3. 지속 가능성 및 생분해성

많은 사람들이 고려하지 않는 고무의 환경적 이점은 매립 시 분해된다는 점인데, 이는 제품의 친환경 생산과 환경 인식에 있어 핵심적인 요소입니다. 이 기능은 포장재와 같이 쉽게 재활용할 수 있기 때문에 최종적으로 버려지는 품목에 유용합니다.

고무 제품의 미래

재료 과학의 지속적인 발전과 발전으로 인해 실리콘 고무는 일반 고무와 동의어가 될 가능성이 높으며 실리콘 고무와 일반 고무의 차이가 모호해질 수 있습니다.

현재 플루오로엘라스토머 합성 엘라스토머 소재와 같은 하이브리드 소재가 이러한 까다로운 애플리케이션에서 성능을 개선하고 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 이러한 고무 유형 간의 차이점은 베이핑 개발자와 사용자에게 매우 중요해질 것입니다.

차세대 친환경 고무 제품에 대한 연구는 타이어 산업의 이미지를 바로잡을 수 있을 것으로 기대됩니다. 친환경 문화로 서서히 나아가고 있는 요즘, 퇴비화 가능한 고무는 환경 개선이라는 측면이 더해져 최근 트렌드가 되고 있습니다.

결론

고무 제품 시장은 거대하며 실리콘 및 일반 고무 품종은 모든 고무 제품의 작은 부분 만 차지합니다. 그러나 그 하위 장르의 수는 무한할 수 있지만, 우리는 재료 과학에 관한 책에서 고유 한 특성과 특별한 위치를 가진 하위 장르에 대해 이야기하고 있습니다. 각 유형에는 재료 과학의 거대한 태피스트리에서 고유 한 속성, 용도 및 고유 한 위치가 있습니다.

그러나 이러한 소재 간의 차이를 이해하는 것은 학계뿐만 아니라 엔지니어, 디자이너 및 제품을 제작하는 모든 사람이 제품에 적합한 소재를 선택하기 위해 반드시 이해해야 하는 유용한 도구입니다. 두 소재를 이해하는 데 있어 필수적인 부분은 고무와 실리콘의 뉘앙스를 이해하는 데서 비롯됩니다. 이를 통해 더 많은 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있으므로 두 소재를 더 안전하고 효율적이며 실용적으로 적용할 수 있습니다.

실리콘과 고무의 논쟁은 흑백논리가 아니라 적용 상황을 복합적으로 인식하고 그에 따라 기술을 선택해야 하는 복잡한 균형의 문제입니다. 보다 안정적이고 실용적인 소재로 나아가는 과정에서 우리는 각 구성 요소의 장단점을 인정해야 합니다.

신뢰할 수 있는 일상적인 편안함부터 획기적인 성능까지 실리콘 고무우리가 일상적으로 사용하는 다양한 제품을 제조하는 데 반복적으로 사용되는 재료는 우리 모두가 훨씬 더 깊이 알고 감사할 가치가 있습니다.