엘라스토머와 실리콘의 차이점은 무엇입니까?

엘라스토머와 실리콘은 기계에 일반적으로 사용되는 두 가지 다재다능한 소재이지만, 두 소재 사이의 주요 차이점을 실제로 이해하고 계신가요?

적용 분야에 맞지 않는 재료를 선택하면 부품이 조기에 고장 나고, 계획되지 않은 가동 중지 시간이 생기고, 유지 관리 비용이 급증할 수 있습니다.

이 글에서는 엘라스토머와 실리콘의 중요한 차이점, 특히 구성, 특성, 최적의 적용 분야 등에 대해 자세히 알아보겠습니다.

엘라스토머란 무엇인가

엘라스토머는 고무와 같은 탄성을 보이는 고분자 재료입니다. 이들은 응력 하에서 늘어나고 변형될 수 있지만 응력이 제거되면 원래 모양으로 돌아갑니다. 이러한 가역적 변형은 엘라스토머 분자의 가교 구조 때문입니다.

"엘라스토머"라는 용어는 "탄성 폴리머"에서 유래되었습니다. 엘라스토머는 분자 간 가교가 있는 긴 폴리머 사슬로 구성됩니다. 이러한 가교는 재료가 높은 변형률로 늘어났다가 응력이 풀리면 원래 치수로 되돌아올 수 있게 합니다.

실리콘이란 무엇인가

실리콘은 폴리실록산이라고도 하며, 실리콘 원자에 유기기가 부착된 반복 실록산(Si-O) 백본을 포함하는 합성 폴리머입니다. 실록산 백본은 탄소 기반 폴리머에 비해 실리콘에 고유한 특성을 제공합니다.

가장 흔한 실리콘은 폴리디메틸실록산(PDMS)으로, 각 실리콘 원자에 두 개의 메틸기가 부착되어 있습니다. 그러나 다른 유기기를 사용하여 특정 용도에 맞게 실리콘의 특성을 수정할 수 있습니다.

엘라스토머와 실리콘의 차이점

백본 구성

엘라스토머와 실리콘의 주요 차이점은 폴리머 백본에 있습니다. 엘라스토머는 다른 유기 폴리머와 마찬가지로 탄소-탄소 백본을 기반으로 합니다. 반면 실리콘은 실리콘 원자에 부착된 유기 그룹이 있는 실록산(Si-O) 백본을 가지고 있습니다.

화학적 내성

실리콘은 일반적으로 엘라스토머에 비해 화학 물질에 대한 저항성이 더 좋습니다. 실리콘의 실록산(Si−O) 결합은 오일, 용매 및 기타 공격적인 화학 물질에 노출될 때 엘라스토머의 C−C 결합보다 더 안정적이고 반응성이 낮습니다.

내열성

실리콘은 대부분의 엘라스토머에 비해 뛰어난 내열성을 제공합니다. 실리콘 고무는 최대 300°C(572°F)의 온도에서 장시간 동안 특성을 유지할 수 있습니다.

대부분의 엘라스토머는 내열성이 낮으며, 최대 사용 온도는 약 150~200°C(302~392°F)입니다.

내한성

실리콘은 -100°C(-148°F) 이하의 매우 낮은 온도에서도 유연성과 탄력성을 유지합니다. 유연한 실록산 백본은 실리콘 분자가 냉각되어도 쉽게 움직이고 구부러질 수 있게 합니다.

엘라스토머는 폴리머 사슬의 움직임이 감소하여 저온에서 딱딱해지고 탄성을 잃는 경향이 있습니다. 엘라스토머의 유리 전이 온도(Tg)는 매우 다양합니다. 실리콘 고무 및 플루오로실리콘 고무와 같은 일부 엘라스토머는 Tg 값이 매우 낮고 저온에서 유연성을 유지합니다.

자외선 저항성

실리콘은 UV 분해에 대한 뛰어난 저항성을 제공합니다. 실록산 결합은 UV 노출 시 안정적이어서 실리콘이 장시간 실외에서 특성을 유지할 수 있습니다.

많은 엘라스토머는 UV 안정제로 특별히 제조되지 않는 한 UV 분해에 취약합니다. UV 광선은 엘라스토머 분자의 화학 결합을 끊어 시간이 지남에 따라 균열, 변색 및 기계적 특성 손실을 초래할 수 있습니다.

내구성

엘라스토머는 일반적으로 실리콘보다 인장 강도, 내마모성 및 인열 저항성이 더 높습니다. 이는 엘라스토머를 동적 밀봉 응용 분야와 높은 기계적 강도가 필요한 곳에 더 적합하게 만듭니다. 실리콘은 다음과 같은 경우에 선호됩니다. 정적 씰 극한의 온도나 내화학성이 중요한 응용 분야에 적합합니다.

압축 세트

실리콘은 일반적으로 엘라스토머에 비해 압축 설정 값이 낮아 장기간 압축 후에도 더 잘 회복되고 원래 모양을 유지합니다. 이러한 특성으로 인해 실리콘은 장기간 응력이 가해지는 밀봉 응용 분야에 이상적입니다. 엘라스토머는 유사한 조건에서 더 높은 영구 변형을 겪을 수 있습니다.

비용

엘라스토머는 일반적으로 실리콘보다 저렴합니다. 엘라스토머의 원자재와 가공 비용이 낮아 많은 응용 분야에서 비용 효율적인 선택이 됩니다. 실리콘은 더 비싼 원자재와 필요한 특수 제조 공정으로 인해 비용이 더 많이 듭니다.

재활용성

엘라스토머는 실리콘에 비해 재활용이 더 쉽습니다. 천연 고무 및 열가소성 엘라스토머(TPE)와 같은 많은 엘라스토머는 재가공하여 재사용할 수 있습니다. 반면 실리콘은 가교 구조로 인해 재활용하기 어려운 열경화성 폴리머입니다. 실리콘을 재활용하는 것은 종종 가치가 낮은 제품으로 다운사이클링하는 것을 포함합니다.

응용

엘라스토머는 타이어, 컨베이어 벨트, 호스, 씰, 개스킷 및 충격 흡수 부품에서 널리 사용됩니다. 높은 기계적 강도, 내마모성 및 동적 밀봉이 필요한 응용 분야에 선호됩니다.

실리콘은 일반적으로 의료 기기, 식품 가공 장비, 전기 절연, 실란트, 접착제 및 고온 응용 분야에 사용됩니다. 생체 적합성, 화학적 불활성, 광범위한 온도 안정성 및 내후성이 필수적인 분야에서 탁월합니다.