특수 고무의 분류 및 특성

합성 고무는 3대 합성 소재 중 하나로 산업, 국방, 운송 및 일상생활 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 고성능 기능성 합성 고무는 새로운 시대의 발전에 필수적인 핵심 첨단 소재이며, 국가의 중요한 전략 자원이기도 합니다.

특수 합성 고무 소재는 일반 고무 소재와는 달리 고온 및 저온 저항성, 내노화성, 내마모성, 내화학성 등의 특수한 성질을 지닌 소재를 말하며, 대표적인 예로는 수소화 니트릴 고무(HNBR), 열가소성 가황 고무(TPV), 실리콘 고무, 불소 고무, 불소실리콘 고무, 아크릴레이트 고무 등이 있다. 이러한 특수성 덕분에 특수 고무 소재는 항공우주, 국방 및 군수 산업, 전자 정보, 에너지, 환경, 해양 등 국가 주요 전략 및 신흥 분야의 발전에 필수적인 핵심 소재로 자리매김하고 있다.

1. 수소화 니트릴 고무(HNBR)

수소화 니트릴 고무는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)의 내열성 및 내노화성을 향상시키기 위해 니트릴 고무 사슬의 부타디엔 단위를 선택적으로 수소화하여 얻은 고포화 고무 소재입니다. 주요 특징은 150℃의 고온에서도 장시간 사용 가능하며, 고온에서도 높은 물리적 및 기계적 특성을 유지할 수 있다는 점입니다. 따라서 자동차, 항공우주, 석유 및 가스전 등 다양한 분야에서 요구되는 고온 내성 및 내화학성을 충분히 충족할 수 있습니다. 자동차 오일씰, 연료 시스템 부품, 자동차 변속 벨트, 드릴링 홀딩 박스 및 피스톤, 인쇄 및 섬유용 고무 롤러, 항공우주용 씰, 충격 흡수재 등 다양한 분야에서 사용이 확대되고 있습니다.

2. 열가소성 가황 고무(TPV)

열가소성 가황물(TPV)은 열가소성 수지와 엘라스토머의 혼합 불가능한 블렌드를 "동적 가황"하여 생산되는 특수한 종류의 열가소성 엘라스토머입니다. 즉, 열가소성 수지와의 용융 혼합 과정에서 엘라스토머 상의 선택적 가황이 일어나는 것입니다. 가교제(과산화물, 디아민, 황 촉진제 등) 존재 하에 열가소성 수지와의 용융 혼합 중 고무 상의 동시 가황이 일어나면, 분산된 가교 고무 입자로 구성된 연속적인 열가소성 매트릭스를 갖는 동적 가황물이 생성됩니다. 동적 가황은 고무의 점도를 증가시켜 상전이를 촉진하고 TPV에 다상 구조를 제공합니다. TPV는 열경화성 고무와 유사한 성능과 열가소성 수지의 가공 속도를 모두 갖추고 있어, 높은 가격 대비 성능, 유연한 설계, 경량성, 넓은 작동 온도 범위, 손쉬운 가공, 우수한 제품 품질 및 치수 안정성, 그리고 재활용 가능성 등의 장점을 지니고 있으며, 자동차 부품, 발전 설비, 밀봉재 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

3. 실리콘 고무

실리콘 고무는 선형 폴리실록산에 보강 충전제, 기능성 충전제 및 첨가제를 혼합하여 만든 특수 합성 고무로, 고온 고압 조건에서 가황 처리하면 망상 구조의 엘라스토머가 됩니다. 실리콘 고무는 내열·내한성, 내후성, 내오존성, 내아크성, 절연성, 내습성, 높은 통기성 및 생리적 불활성 등 우수한 특성을 지니고 있습니다. 현대 산업, 전자 및 전기, 자동차, 건설, 의료, 개인 위생용품 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있으며, 항공우주, 방위 및 군수 산업, 스마트 제조 등에서 필수적인 고성능 첨단 소재로 자리매김하고 있습니다.

4. 불소 고무

불소고무는 주쇄 또는 측쇄의 탄소 원자에 불소 원자가 결합된 불소 함유 고무 소재를 말합니다. 그 특성은 불소 원자의 구조적 특성에 의해 결정됩니다. 불소고무는 250°C에서 장시간 사용 가능하며 최대 사용 온도는 300°C에 달하는 반면, 기존의 EPDM 및 부틸 고무의 사용 한계 온도는 150°C에 불과합니다. 불소고무는 고온 내성뿐만 아니라 내유성, 내화학성, 내산성, 내알칼리성도 우수하여 모든 고무 엘라스토머 소재 중 종합적인 성능이 가장 뛰어납니다. 주로 로켓, 미사일, 항공기, 선박, 자동차 등의 내유성 부품에 사용되며, 밀봉재 및 내유성 파이프라인과 같은 특수 분야에서 국가 경제, 국방 및 군수 산업에 필수적인 핵심 소재입니다.

5. 아크릴레이트 고무(ACM)

아크릴레이트 고무(ACM)는 아크릴레이트를 주 단량체로 하여 공중합하여 얻은 엘라스토머입니다. 주 사슬은 포화 탄소 사슬이며, 측쇄는 극성 에스테르기입니다. 특수한 구조 덕분에 내열성, 내노화성, 내유성, 내오존성, 내자외선성 등 우수한 특성을 지니고 있으며, 기계적 특성 및 가공성은 불소 고무 및 실리콘 고무보다 우수하고, 내열성, 내노화성, 내유성은 니트릴 고무보다 뛰어납니다. ACM은 다양한 고온 및 내유성 환경에 널리 사용되며, 최근 자동차 산업에서 개발 및 보급이 활발히 이루어지고 있는 밀봉재입니다.