고무의 종류와 특성, 물성까지 고무에 대한 것 알아보기

고무의 종류와 특성, 물성까지 고무에 대한 것 알아보기

고무에는 천연고무와 합성고무가 있어 기술의 발전과 함께 다양한 종류의 것이 개발되고 있습니다.

 

고무도 수지의 일종이라고 할 수도 있습니다만,

양자는 재료의 고기능화가 진행될수록 알기 어려워지고 있습니다.

 

이른바 열가소성 수지와 고무의 차이는 JIS의 규격에 의거하는 것이라면

벤젠이나 에탄올 등의 용제에 넣어도 녹지 않는 것으로 열이나 압력으로 쉽게 재성형되지 않습니다.

(열이나 압력으로 변형해도 항구적인 변형을 하지 않는다).

 

실온에서 길이가 2배가 된다, 느슨해지기 전에 1분간 그 상태를 유지해도

1분 이내에 원래 길이의 1.5배 미만으로 수축한다 등 세세하게 정의되어 있습니다.

 

제조법이나 원료에서 고무인지 아닌지를 구별하는 편이 알기 쉬울지도 모릅니다.

무엇보다 재료를 가공하거나 사용할 때는 고무인가 수지인가 하는 분류보다는

실제 물성, 성질이 더 중요하다고 할 수 있습니다.

제조법에 따라 크게 구분되는 경우 고무는 가황고무 또는 

열가소성 엘라스토머(TPE, 써모플라스틱 엘라스토머)로 나눌 수 있습니다.

 

가황고무는 명칭이 나타내는 대로 황을 가교 반응을 위해 사용하지만,

열가소성 엘라스토머는 가황이 특별히 필요 없고 상온에서는 고무의 특성을 나타내고 있습니다만,

고온이 되면 열가소성 수지와 같은 특성이 됩니다.

 

고무의 기호 및 약호 목록

분류명	기호	고무의 이름(화학명)
M그룹(폴리메틸렌형 포화 주사슬을 가진 고무)	ACM	아크릴 고무(아크릴산에틸 또는 다른 아크릴산에스테르류와 가황을 가능하게 하는 소량의 단량체와의 고무상 공중합체)
	AEM	아크릴산에틸 또는 다른 아크릴산에스테르류와 에틸렌과의 고무상 공중합체
	ANM	아크릴산에틸 또는 다른 아크릴산에스테르류와 아크릴로니트릴의 고무상 공중합체
	CM	염소화 폴리에틸렌(플라스틱 재료 기호로는 CPE)
	CSM	클로로술폰화 폴리에틸렌
	EPDM	에틸렌과 프로필렌과 디엔의 고무상 공중합체
	EPM	에틸렌과 프로필렌의 고무상 공중합체
	EVM	에틸렌과 초산비닐의 고무상 공중합체
	FEPM	사불화에틸렌과 프로필렌의 고무상 공중합체
	FFKM	모든 측쇄가 플루오로 및 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로알콕시기인 고무상 공중합체
	FKM	플루오로 및 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로알콕시기를 측쇄로 갖는 고무상 공중합체
	IM	폴리이소부텐 또는 폴리이소부틸렌
	NBM	주사슬이 완전 수소화된 아크릴로니트릴과 부타디엔의 고무상 공중합체
	SEBM	스티렌과 에틸렌과 부텐의 고무상 공중합체
	SEPM	스티렌과 에틸렌과 프로필렌의 고무상 공중합체
O그룹(주쇄에 탄소와 산소를 가진 고무)	CO	폴리클로로메틸옥시란(에피클로로히드린고무)
	ECO	에틸렌옥사이드와 에피클로로히드린과의 고무상 공중합체
	GCO	에피클로로히드린과 아릴글리시딜에테르와의 고무상 공중합체
	GECO	에틸렌옥사이드와 에피클로로히드린과 아릴글리시딜에테르와의 고무상 공중합체
	GPO	프로필렌옥사이드와 아릴글리시딜에테르와의 고무상 공중합체
R그룹	ABR	아크릴레이트 부타디엔 고무
	BR	부타디엔 고무
	CR	클로로프렌 고무
	ENR	에폭시화 천연고무
	HNBR	수소화된 아크릴로니트릴과 부타디엔의 고무상 공중합체
	IIR	부틸고무(이소부텐과 이소프렌의 고무상 공중합체)
	IR	이소프렌검(이소프렌검)
	MSBR	α-메틸스티렌과부타디엔의고무상공중합체
	NBIR	아크릴로니트릴과 부타디엔과 이소프렌의 고무상 공중합체
	NBR	아크릴로니트릴과 부타디엔의 고무상 공중합체
	NIR	아크릴로니트릴과 이소프렌의 고무상 공중합체
	NR	천연 고무
	NOR	노르보르넨 고무
	PBR	비닐피리딘과 부타디엔의 고무상 공중합체
	PSBR	비닐피리딘과 스티렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	SBR	스티렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	E-SBR	유화중합으로 합성된 스티렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	S-SBR	용액 중합으로 합성된 스티렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	SIBR	스티렌과 이소프렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	XBR	카복실화된 부타디엔 고무
	XCR	카르복실화된 클로로프렌 고무
	XNBR	카복실화된 아크릴로니트릴과 부타디엔의 고무상 공중합체
	XSBR	카르복실화된 스티렌과 부타디엔의 고무상 공중합체
	BIIR	브롬화 부틸고무(브롬화된 이소부텐과 이소프렌의 고무상 공중합체)
	CIIR	염소화 부틸 고무(염소화된 이소부텐과 이소프렌의 고무상 공중합체)
Q그룹 (주사슬에 규소와 산소를 가진 고무)	FMQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기와 플루오로 치환기를 갖는 실리콘 고무
	FVMQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기와 비닐과 플루오로 치환기를 갖는 실리콘 고무
	MQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기를 갖는 실리콘 고무(폴리디메틸실록산)
	PMQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기와 페닐 치환기를 갖는 실리콘 고무
	PVMQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기와 비닐 치환기와 페닐 치환기를 갖는 실리콘 고무
	VMQ	폴리머 사슬에 메틸 치환기와 비닐 치환기를 갖는 실리콘 고무
U그룹(주쇄에 탄소와 산소 및 질소를 가진 고무)	AFMU	사불화에틸렌과 삼불화 니트로소메탄과 니트로소퍼플루오로부티르산의 고무상 공중합체
	AU	폴리에스터우레탄
	EU	폴리에테르 우레탄
T그룹(주쇄에 황과 산소 및 탄소를 가진 고무)	OT	폴리머 사슬의 폴리설파이드 결합 사이에 -CH-CH-O-CH-CH-기22222 또는 R기(R은 지방족 탄화수소) 중 하나를 가진 고무
	EOT	폴리머 사슬의 폴리설파이드 결합 사이에 -CH-CH-O-CH-CH-기22222 및 통상 -CH-CH-CH-기22(경우에 따라서는 다른 지방족기)를 가진 고무
Z그룹(주쇄에 인과 질소를 가진 고무)	FZ	-P=N-사슬을 가지고 연쇄 중의 인 원자에 결합한 플루오로알콕시기를 가진 고무.
	PZ	-P=N-사슬을 가지고 연쇄 중 인 원자에 결합한 아리록시(페녹시 및 치환 페녹시)를 가진 고무

 

고무는 공업재료로서 보았을 경우, 다른 금속이나 세라믹, 유리, 콘크리트 등에 비해 

몇 가지 특이한 성질을 가지고 있습니다.하나의 예로 들면 다음과 같습니다.

변형해도 원래의 형상으로 돌아간다(10배 이상 늘어나는 것도 있다)
경도를 조정할 수 있다
고무 탄성(탄성률의 폭이 매우 넓다)
기계적 강도가 있다
접착성, 점착성, 가공성 등이 뛰어난 타입도 있음

고무가 사용되는 산업분야는 넓고 다양한 기계·장치의 기초부품의 일부로도 사용되는데, 

주요 적용분야를 살펴보면 다음과 같은 목적으로 채용이 두드러집니다.

충격·충격·진동 분산 목적
패킹 등의 밀봉이나 물건이 새는 것을 방지할 목적
절연체로서
방수·위생용으로
동력용으로

고무의 경도 계측에는 듀로미터라고 불리는 경도계를 이용합니다.

듀로미터는 경도에 따라 일반고무용과 스펀지용이 있습니다.

 

경도에 따라 몇 가지 종류가 있으며, 구분해서 사용하고 있습니다..

 

덧붙여 고무 재료의 연삭이나 연마 작업에는 대부분의 경우, 전착 숫돌(전착 휠)이 사용되지만,

고무 자체가 가공중의 열에 의해 녹는, 칩이 숫돌에 엉키는 등의 특유의 문제도 있기 때문에,

가공 조건을 포함해 연구가 필요합니다.

 

또한 대부분의 고무는 카본 블랙 등을 넣어, 고무 재료와 다른 재료의

동시 연삭 등에서는 색이 변하거나 하는 등, 난도가 높은 가공을 합니다.

 

고무의 종류와 목록

천연고무(NR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

천연고무는 기계적 강도를 비롯한 물성면에서도 우수한 원료 고무로 일반적으로는

천연고무 수액(라텍스)으로 제조됩니다.

 

고무 탄성이 크고, 동적 발열성이 낮으며, 찢김 강도에 대해서는

톱 클래스의 강도를 가지고 있습니다.미가황시의 강신도도 큰 재료입니다.

 

또한 내한성이 뛰어나 가공성과 접착성도 좋은 고무입니다.

 

그 찢김의 강도 때문에 대형 자동차의 타이어로도 사용됩니다.

 

또한 트랙터 타이어, 벨트, 호스, 신발 등 일반 소비재에서

공업 용도까지 폭넓게 사용되고 있습니다.

 

천연 고무는 합성 고무에 비해 내마모성에 대해서는 떨어지는 경향이 있습니다.

또한 단점으로는 오존에 약하고 불에도 약한 점을 들 수 있습니다.

 

이소프렌 고무(IR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

화학구조상 천연고무와 동일하게 제작된 합성고무로 특성면에서도 매우 비슷한 성질을 가집니다.

 

용도도 거의 비슷한 것이 많아 자동차나 항공기의 타이어를 비롯해

천연고무가 사용되는 국면에서는 대개 사용할 수 있습니다.

 

안정적인 고무이지만 천연 고무와 같은 단점도 가지고 있기 때문에

오존이나 불꽃에 대해서는 주의가 필요합니다.

 

평탄 가황성도 부족하다고 할 수 있습니다.

또한 천연 고무와 세밀하게 비교하면 무니 점도에서 차이가 있습니다.

또한 찢어지는 강도에 대해서는 천연의 것에 비해 약간 떨어지는 경우도 있습니다.

 

스티렌부타디엔고무(SBR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

천연 고무와 약간 비슷한 성질을 가진 합성 고무로, 가공성과 밸런스가 뛰어납니다.

범용성 높은 고무라고 할 수 있습니다.

 

천연 고무에 비해 내마모성 및 내노화성 면에서 우수합니다.

SBR은 원료 고무로는 가장 많이 사용되는 부류로 가격도 저렴합니다.

 

고온 시에 찢김 강도가 약해져 가는 경향이 있습니다.

내굴곡 균열성은 나쁘지 않습니다만, 일단 균열이 생기면 넓어지는 속도가 빠르다고 합니다.

 

부타디엔 고무(BR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

고무 탄성이 뛰어나고 내마모성도 우수한 합성 고무입니다.

고무 탄성에 대해서는 천연 고무도 능가하며, 원료 고무 중에서 가장 높은 것으로 여겨집니다.

 

내마모성의 높이도 두드러지고, 스티렌부타디엔 고무보다 뛰어나 자동차 타이어 중

측벽(카커스) 등에도 사용됩니다.

 

그 밖에, 내한성이나 투명성도 뛰어난 고무로, 투명성이 좋기 때문에

플라스틱 재료의 강도 향상에 사용되는 경우도 있다고 합니다.

 

내한성에 대해서는 영하 100도 정도까지 내성이 있습니다.

 

SBR과 궁합이 잘 맞아 섞여서 사용되기도 합니다.찢기 강도에 대해서는 강한 편이 아니라,

부족한 경우가 있습니다.

 

강도는 단체에서는 그다지 강하지 않기 때문에, 다른 원료 고무 등과 혼합해서 이용되는 재료입니다.

 

 

클로로플렌 고무(CR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

고무 탄성에 대해서는 천연 고무에 가까운 성능을 갖게 하는 것도 가능한 고무로,

내후성이나 내오존성에 관해서 우수합니다.

 

내유성에 대해서도 그럭저럭 있기 때문에,

사용 장면은 넓은 고무라고 할 수 있습니다.

 

또한 접착성과 가공성이 뛰어납니다.단점으로는 전기 절연성이나

내수성이 떨어지는 등의 점이 있지만 중온역에서도 장시간 방치하면 고무의 탄성을 잃고

수지화되어 버리기 때문에 주의가 필요합니다.

 

밸런스는 어느 파라미터도 좋지만 특화된 성능이 어디에도 없기 때문에 권염될 수도 있습니다.

비중이 크기 때문에 이것이 단점이 될 수도 있습니다.

용도로는 컨베이어 벨트나 전선 피복, 방진 고무, 창틀이나 접착제, 도료 등의 공산품을 들 수 있습니다.

또한 클로로플렌 고무의 역사는 오래되어 1931 년에 네오프렌의 명칭으로 판매되고 있습니다.

 

 

 

부틸고무(IIR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

내후성, 내열성, 내오존성, 내가스 투과성 등이 뛰어난 합성 고무입니다.

 

특징으로는 내수성이 우수하고 물의 흡착성이 다른 합성고무에 비해 낮으며

극성 용제에 대한 내성도 양호합니다.

 

또한 반발 탄성이 작기 때문에 진동 흡수 용도에서는 유례없는 성능을 발휘합니다.

주요 용도로는 자동차 등의 타이어 튜브(이너 튜브), 전선 피복,

호스, 내열 컨베이어 벨트 등이 있습니다.

 

에틸렌프로프렌고무(EPDM)와의 궁합이 좋기 때문에 섞어 사용하기도 합니다.

이 경우, 양자는 보완적으로 작용한다고 여겨집니다.

 

단점으로는 고무 탄성이 낮고, 내마모성이 떨어지며,

가황 속도가 느림 등을 들 수 있습니다.또한 EPDM 이외의 합성 고무와의 친화성은

좋지 않기 때문에 조합의 변형은 많지 않습니다.

 

 

니트릴고무(NBR)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

내유성과 내마모성 외에 내노화성이 특히 뛰어난 합성 고무로 가공성과

기계적 강도에서도 우수합니다.성능이나 가공성의 면 외에,

가격도 균형이 잡혀 있다고 여겨집니다만, 내오존성이나 내열성의 면에서 과제가 있습니다.

 

또한 내한성은 니트릴 함량이 많을수록 떨어지기 때문에 배합 등에 유의해야 합니다.

내유성에 대해서는 니트릴이 많은 것이 더 우수합니다.

오일씰이나 개스킷등의 봉지를 목적으로 한 것이나 내유호스,컨베이어벨트,인쇄롤이나

내유제품 전반에 사용됩니다.

 

내수성이나 내약품성에 대해서도 어려움이 있기 때문에 이들에 대해서도 고려해야 합니다.

에틸렌 프로필렌 고무(EPM, EPDM)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

합성 고무 중에서도 내후성, 내로성 및 내오존성, 내열성이 비교적 우수한 성질을 나타내는 타입으로,

그 밖에도 내한성 및 내수성도 겸비하여 전기 특성도 양호합니다.

 

비중이 다른 원료 고무와 비교해도 낮은 0.86으로 소개한 것 중 가장 낮은 값입니다.

내약품성은 상당히 우수하며, 고농도 무기산이나 알칼리 용제, 극성 액체에 강한 고무입니다.

 

또한 고무재료로는 점착성이나 접착성이 별로 없습니다.

 

단점으로는 내유성이나 잔류 염소에 비해 상당히 뒤떨어집니다.

용도로는 창틀의 고무나 컨베이어 벨트, 전선의 피복목적, 스팀호스 등이 있습니다.

 

 

클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

듀폰사의 하이퍼론의 상품명(현재는 판매 종료)으로 알려진 합성 고무로,

내노화성, 내오존성, 내마모성, 내약품성이 뛰어납니다.

 

주요 용도로는 내후성 및 내식성을 부여한 도료, 탱크라이닝,

내식성 패킹, 내열성 및 내식성이 요구되는 롤 등을 들 수 있습니다.

 

클로로술폰화폴리에틸렌고무(CSM)는 용도에서도 보는 바와 같이

고온하나 부식이 일어날 가능성이 높은 환경하에서 진가를 발휘하는 고무라고 할 수 있습니다.

 

 

아크릴 고무(ACM)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

고온에서의 내유성이 뛰어난 특성을 나타내는 합성 고무로,

그 밖에 내열성이나 내노화성 등에도 뛰어납니다.

 

주요 용도로는 자동차의 변속기나 크랭크샤프트, 패킹, 씰, O링, 호스, 밸브 시스템 등에 사용됩니다.

내한성은 떨어지는 고무이지만, 배합에 따라서는 영하 30도 이하에서도 견딜 수 있는 것도 개발되고 있습니다.

 

 

우레탄 고무(U)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

역학적인 기계적 강도가 뛰어난 합성 고무로 폴리우레탄을 기반으로 한 것입니다.

에스테르형 우레탄과 에테르형 우레탄이 따로 있습니다.

 

원료와 촉매에 따라 연질부터 경질까지 다양한 경도의 고무와

스펀지를 만들 수 있는 원료 고무입니다.

 

고경도, 내마모성, 고탄성 등의 고무를 만들 수 있습니다.

내유성과 내오존성, 내노화성도 양호하지만,

고온이 되면 강도를 유지할 수 없게 되므로 주의가 필요합니다.

 

또 내습성도 별로 좋지 않습니다.동적으로 발생한 열을 내부에 축적하는 성질을 가집니다.

또 타면 불완전 연소 시에 맹독인 청산 가스가 나옵니다.

용도로는 공업용 롤, 솔리드 타이어, 벨트, 고압 패킹, 커플링 등의 힘이 드는 것에 사용됩니다.

 

실리콘 고무(VMQ, PVMQ, FVMQ)의 특성 

| 실리콘 고무의 성분, 용도, 비중, 내열성, 경도, 내약품성 등의 물성

내열성과 내한성을 겸비하고, 커버할 수 있는 온도 범위가 넓은 고무로 내유성도 뛰어납니다.

영하 120도 가까이까지 내한성을 가진 합성고무는 따로 없고 내열성에 대해서도 280도 정도까지 있기 때문에

이러한 성질이 필요할 때는 안성맞춤인 재료입니다.

 

 

불소고무(FKM)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

고무 중에서는 톱의 내열성이 있습니다.

내약품성, 내화학약품에 대해서도 우수합니다.

 

그 밖에 내유성, 내오존성, 내후성도 뛰어나 기계적 특성에 대해서도 다른 고무와 비교하여 양호합니다.

 

난연성이기도 하고, 다양한 국면에서 활용할 수 있는 고무이지만 그만큼 가격은 비쌉니다.

 

또 물성을 올리기 위해서는 2차 가황이 필요하고

그것도 비용 상승으로 이어집니다.

 

내한성은 떨어지기 때문에, 한랭지나 극지에서의 사용에는 그다지 적합하지 않습니다.

 

또 강도가 뛰어난 기계적 성질도 온도가 높으면 성능이 떨어지기 때문에

고온 하에서 사용하는 경우는, 미리 그러한 환경에서의 특성을 봐 둘 필요가 있습니다.

 

 

 

다황화고무(T)의 성분, 용도, 특성, 물성(비중, 내열성, 경도), 내약품성에 대하여

내유성, 내오존성이 뛰어난 고무로, 내유성이 특히 문제가 되는 환경 및 부재에 사용됩니다.

또한 전기적 특성이 뛰어난 고무입니다.

 

티오콜 상품명으로 알려집니다.

가공성은 그다지 좋지 않고, 기계적 강도 등에서도 다른 고무에 비해 떨어지기 때문에

용도는 오로지 내유성이 요구되거나 먼지 등이 붙지 않는 성질을 가지고 있기 때문에

이러한 방진이 요구되는 용도, 줄눈의 씰재 등에 사용됩니다.강한 냄새가 납니다.

 

내한성이나 내열성도 다른 고무에 비해 좋지 않습니다.

 

 

 

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