실리콘 고무는 실리콘(중합체)에 실리콘과 함께 탄소, 수소, 산소와 같은 다른 분자를 포함하는 내구성 및 고내성 엘라스토머(고무 유사 재료)입니다. 그 구조는 항상 실록산 골격(실리콘-산소 사슬)과 실리콘에 결합된 유기 부분을 포함합니다. 화학식은 mSiO₂·nH₂O입니다.
녹는점
대부분의 다른 고무와 달리 실리콘 고무는 200°C 이상에서 영하 60°C까지 극한의 온도를 견딜 수 있습니다. 녹는점에 관해서는 실리콘은 온도가 아무리 높아져도 온도만으로는 녹지 않습니다.
예를 들어, 실리콘 고무를 150°C로 가열하면 장시간 가열하더라도 변형되지 않습니다. 200°C로 가열하면 시간이 지남에 따라 더 단단해지고 신축성이 떨어지며, 300°C 이상으로 가열하면 빠르게 더 단단해지고 신축성이 떨어집니다. 그러나 이러한 고온에 노출되어도 녹지는 않습니다.
하지만 실리콘의 자연 발화 온도는 약 450°C이므로 이 온도 이상으로 가열하는 것은 권장되지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
실리콘 고무의 특성
1. 내열성
실리콘 고무의 내열성은 가장 뛰어난 특성 중 하나이며 실리콘 고무의 개발 기반이 됩니다. 실리콘 고무는 내열성 면에서 유기 고무보다 훨씬 우수합니다. 150℃에서는 거의 특성 변화가 일어나지 않아 반영구적으로 사용할 수 있습니다. 또한 200℃에서도 10,000시간 이상 연속 사용에 견디며, 단기간 사용하는 경우 300℃에서도 사용할 수 있습니다. 이러한 뛰어난 내열성을 자랑하는 실리콘 고무는 고온 환경에서 사용되는 고무 부품 및 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다.
2. 내한성
실리콘 고무의 내한성은 유기 고무 중 가장 우수합니다. 이는 실리콘 고무 개발의 중요한 이유를 제공합니다. 천연 고무 및 일반 고무는 온도에 따라 형상 변화가 현저합니다. 고온에서 부드러워지고 저온에서 단단해져 더 이상 사용할 수 없게 될 수 있습니다. 다른 유기 고무는 -20℃ 또는 -30℃까지만 사용할 수 있지만, 실리콘 고무는 -55℃에서 -70℃ 사이에서 탄성을 유지합니다. 일부 제품은 -100℃ 이하의 극저온에서도 견딥니다.
3. 내후성
실리콘 고무는 뛰어난 오존 저항성을 가지고 있습니다. 코로나 방전에 의한 오존으로 인해 다른 유기 고무는 더 빠르게 부드러워지지만, 실리콘 고무는 거의 영향을 받지 않습니다. 또한 자외선, 바람, 비에 장기간 노출되어도 실리콘 고무의 물리적 특성은 크게 변하지 않습니다.
4. 전기적 특성
실리콘 고무는 우수한 절연 특성으로 고온에서 절연 재료로 사용됩니다. 특히 1014Ω cm에서 1016Ω cm 사이의 넓은 온도 범위와 부피 저항으로 알려져 있습니다. 실리콘 고무는 습한 환경에서 성능 변화가 가장 적으며 절연 재료로 사용하기에 가장 적합합니다. 특수 전도성 충전재를 추가하여 전도성 실리콘도 제조할 수 있습니다. 특히 실리콘 고무는 다른 고무에 비해 코로나 방전에 대한 저항성이 강하며, 고전압 환경에서 절연 목적으로 널리 사용됩니다.
5. 전기 전도성
전도성 실리콘 고무는 카본 블랙, 은, 구리와 같은 전도성 재료로 구성된 화합물입니다. 실리콘 고무의 종류에 따라 저항 수준은 몇 Ω cm에서 103Ω cm까지 다양합니다. 그 특성 중 하나는 전기적 특성이 온도 변화에 크게 영향을 받지 않는다는 것입니다. 200℃ 이상에서 실리콘 고무의 전기적 특성과 일치하는 고무 재료는 아직 발견되지 않았습니다. 전도성 실리콘 고무는 키보드 인터페이스, 정전기 방지 부품, 고전압 케이블용 차폐 재료로도 사용됩니다.
6. 내방사선성
다른 유기 고무에 비해 일반적인 (디메틸) 실리콘 고무는 방사능 방지 면에서 특별한 성능이 없습니다. 그러나 고분자 분자에 페닐 그룹을 채택한 메틸 페닐 실리콘 고무는 원자력 발전소 케이블 및 커넥터에 사용되는 내방사선성을 가지고 있습니다.
7. 내증기성
실리콘 고무는 장시간 물에 노출되어도 기계적 강도나 전기적 특성에 영향을 받지 않고 수분을 1%만 흡수합니다. 일반적으로 실리콘 고무는 대기압 하의 증기와 접촉하더라도 열화되지 않습니다. 150°C 이상의 고압 증기에서는 실록산 중합체가 절단되어 고무 특성이 저하됩니다. 이러한 특성은 실리콘 고무의 조성, 경화제 선택 및 후경화에 의해 개선될 수 있습니다. 내증기성 및 내열수성이 개선된 다른 개량 제품도 구할 수 있습니다.
8. 난연성
실리콘 고무는 불꽃에 닿으면 쉽게 타지 않지만, 일단 발화되면 꾸준히 타들어갈 것입니다. 그러나 소량의 난연제를 첨가하면 난연성 및 자가 소화성이 될 수 있습니다. 현재 사용되는 난연 실리콘 고무는 유기 중합체에서 발견되는 유기 할로겐 화합물을 함유하고 있지 않아 연소 시 독성 가스를 거의 발생시키지 않습니다.
9. 내유성
실리콘 고무는 실온에서 내유성 면에서 일반 유기 고무보다 열등합니다. 그러나 고온 저항이 필요한 자동차나 항공기에서는 더 높은 성능을 보여줍니다. 자동차 오일과 접촉하더라도 실리콘 고무는 팽창으로 인해 크게 부풀어 오르지 않습니다. 벤젠, 톨루엔, 가솔린과 같은 비극성 유기 화합물에서 팽창합니다. 하지만 그 재료는 일반 유기 고무와 달리 분해되거나 용해되지 않습니다. 용매를 제거하면 원래 상태로 복원됩니다.
10. 무독성
실리콘 고무는 생리적으로 불활성이므로 유아용 젖꼭지 및 의료용 마개에 사용됩니다. 실리콘 고무는 수영모 및 수경을 만드는 데에도 매우 이상적인 엘라스토머입니다.
11. 열전도율
실리콘 고무는 우수한 열전달을 위해 특수 열 전도성 재료로 채워져 있어 뛰어난 열전도 특성을 가집니다. 주요 기능은 열원으로부터 열을 방열판으로 전달하는 것이며 일반적으로 그 사이에 적용됩니다. 부품에 쿠션 효과를 제공하며 매우 부드럽기 때문에 매우 접착력이 뛰어납니다. 또한 자체 접착성이 있어 다른 접착제로 처리할 필요가 없습니다.
12. 전자기 흡수
최근 전자 장비 기술이 매우 빠르게 발전하고 있습니다. 이로 인해 EMC는 전자 산업에서 뜨거운 이슈 중 하나가 되었습니다. 전자기 흡수 재료는 고성능 금속 분말을 실리콘 고무로 채워 제조됩니다. 전자기파를 흡수하고 전자기파를 열로 변화시켜 소멸시킵니다.