고무재질 종류 및 특징 용도 – NBR, SBR, KPM, VMQ, EPDM
제품 설계 및 개발 시 필수적인 요소인 고무재질에 대해 알아보려고 합니다. 고무는 산업 전반에서 널리 사용되며 자동차 내장재부터 패킹, 밸브 가스켓까지 다양한 분야에서 활용됩니다. 이번 포스팅에서는 주요한 고무재질 종류와 그들의 특성에 대해 살펴보겠습니다.
고무재질 성분 및 특징
우선 고무제품을 설계하고 개발할 때 필요한 재질 성분은 다양합니다. 일반적으로 고무는 주요한 성분으로서 다음과 같은 재질 성분들을 포함할 수 있습니다:
| 특징 | 용도 |
|---|---|
| 우수한 탄성과 유연성 | 타이어, 스프링, 충격 흡수 장치, 신발 및 의류 등 |
| 내마모성 | 오링, 밸브 가스켓, 패킹, 승강기 부품, 기계 부품 등 |
| 내오존성 | 외부 환경으로부터의 오존에 대한 저항력이 요구되는 제품 |
| 내유성 | 윤활유, 작동유, 연료 전달 시스템 (호스, 탱크), 오일 씰 등 |
| 내열성 | 엔진 부품, 열 가소제, 고온 환경에서의 밸브, 패킹 등 |
| 내한성 | 고온 및 저온 환경에서의 실리콘 고무, 내한용 밸브, 동결 방지 제품 등 |
| 전기절연성 | 전기 케이블, 절연 부품, 전자기기 부품 등 |
| 내약품성 | 산업 화학물질, 용제 및 용매에 대한 내성이 필요한 제품 |
| 내후성 | 야외 환경에서의 내후성이 요구되는 제품 |
| 가스투과성 | 가스 누출 방지를 위한 오링, 실, 패킹 등 |
- 고무 폴리머: 고무의 기본 구성 성분으로, 탄성과 유연성을 제공합니다. 천연 고무 또는 합성 고무인 경우에 해당합니다.
- 강화제 (Reinforcing Agent): 고무의 강도와 내구성을 향상시키는데 사용되는 성분입니다. 주로 탄소 블랙(carbon black)이나 규소 등이 사용됩니다.
- 가교제 (Crosslinking Agent): 고무 분자 간의 결합을 형성하여 네트워크 구조를 만들어주는 역할을 합니다. 이를 통해 고무의 강도, 내열성, 내마모성 등이 향상됩니다. 가교제로는 화학적인 가교제나 열가교제가 사용됩니다.
- 가소제 (Plasticizer): 고무의 가소성과 유연성을 향상시키는데 사용되는 성분입니다. 가소제는 고무 분자 사이의 결합을 완화시키고 움직임을 유지시켜줍니다.
- 안정제 (Stabilizer): 고무가 환경적인 영향이나 열에 의해 분해되는 것을 방지하고 성능을 유지하는 역할을 합니다. 안정제는 고무의 내후성과 내산화성을 향상시켜줍니다.
- 부가제 (Additive): 특정한 특성을 부여하기 위해 사용되는 성분으로, 예를 들면 색소, 화학방지제, 방부제 등이 있습니다.
이러한 고무재질 성분들은 고무 제품의 특성과 용도에 따라 조합되고 사용됩니다. 따라서 적절한 재질 성분의 선택과 함께 올바른 비율과 가교 방법 등을 고려하여 고무 제품의 성능과 품질을 결정할 수 있습니다.
고무재질 종류와 성질
- NR (Natural Rubber): 천연 고무로, 탄성과 내마모성이 우수하나 내유성, 내열성, 내후성, 내오존성 등이 부족하여 합성고무의 재료로 사용됩니다.
- BR (Butadiene Rubber): 부타디엔 고무로, 탄성과 내마모성, 저온성이 좋지만 가공성이나 기계적 성질이 부족하여 단독으로는 잘 사용되지 않습니다.
- SBR (Styrene Butadiene Rubber): 스틸렌부타디엔 고무로, 천연고무와 유사한 탄성과 내마모성, 기계적 성질을 가지며 내마모성이 더 좋습니다.
- NBR (Acrylonitrile Butadiene Rubber): 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무로, 가장 많이 사용되는 고무재질로 내유성과 내마모성이 우수하며 안정적인 내열성을 가집니다. 산업기계, 건설기계 등 다양한 분야에서 사용되며 오링, V패킹, 오일씰, 가솔린 호스, 연료탱크 등에 많이 사용됩니다.
- FKM, FPM (Fluoro Rubber, Fluorinated Rubber): 불소고무로도 알려진 플루오로 고무로, 가장 우수한 내열성, 내유성, 내마모성을 가지며 고온에서도 사용이 가능합니다. 미사일, 로켓 패킹, 화학공장의 내식 패킹 등에 사용됩니다.
- VMQ (Silicone Rubber): 실리콘 고무로, 내열성, 내한성, 전기절연성이 우수하며 넓은 온도 범위에서 압축복원성을 가지고 있습니다. 내한성이 뛰어나 -90℃에서도 사용이 가능하지만 내마모성, 내유성, 내약품성이 부족하며 가스투과성이 높습니다.
- CR (Chloroprene Rubber): 클로로프렌 고무로, 내후성, 내유성, 난연성, 내오존성이 우수하며 옥외에서 사용하기에 적합합니다.
- EPDM (Ethylene Propylene Diene Rubber): 에틸렌 프로필렌 디엔 고무로, 내후성이 우수하고 내오존성, 전기절연성이 좋습니다. 내열성이 비교적 좋아 140℃까지 사용 가능하며 절연전선, 오링, 자동차 범퍼, 타이어, 콘베이어 벨트 등에 널리 사용됩니다.
- IIR (Isobutylene Isoprene Rubber): 부틸고무로, 내후성, 내오존성, 내열성이 뛰어나며 가스투과성이 낮아 자동차 튜브에 많이 사용됩니다. 내약품성과 내유성은 좋지 않습니다.
고무재질은 각각의 특성에 따라 다양한 산업 분야에서 사용되며, 자동차 부품, 패킹, 밸브 가스켓, 오링, 호스 등에 널리 활용됩니다. 각 재질의 특성과 용도에 따라 적절한 고무재질을 선택하여 제품 설계와 개발에 활용할 수 있습니다.
