실리콘 고무는 독특한 열 안정성과 유연성을 갖춘 합성 엘라스토머로서 1940년대에 처음 개발되었습니다. 폴리머 화학 기술의 발전으로 그 성능이 향상되어 HTV, LSR, RTV와 같은 고성능 등급이 개발되었고, 이는 특수 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 오늘날 의료, 자동차, 전자 및 소비재 분야에서 필수적인 소재로 자리 잡고 있습니다.
실리카 고무는 높은 활성 흡착 물질로서, 그 개발 및 응용은 주로 다음 핵심 분야를 중심으로 전개되고 있습니다.
기초 소재의 혁신
분자식이 mSiO₂·nH₂O인 실리카 고무는 비정질 구조와 높은 흡착 용량 및 열 안정성을 특징으로 한다. 이는 가스 건조, 액체 탈수, 크로마토그래피 분석 등의 분야에서 널리 사용되며, 제조 과정에서는 수글라스(sodium silicate)에 산을 반응시켜 수화 규산 젤을 형성한 후 세척 및 건조하는 방식으로 제작된다. 일부 제품의 습기 흡수율은 40%에서 300%에 달할 수 있다.
입상, 유리상 또는 다공성 형태로 존재하는 실리카 고무는 나트륨 규산염을 합성하여 얻는 물질이다. 이 소재는 우수한 흡착 성능뿐만 아니라 뛰어난 열 안정성과 안정된 화학적 특성을 갖추고 있으며, 기계적 강도 역시 높은 수준이다. 이러한 이유로 실리카 고무는 제품 설계 분야에서 널리 활용되고 있다.
실리카 고무 특성
실리콘 고무 소재는 다공성, 유리질 또는 과립 형태와 뛰어난 열 안정성 및 화학적 특성으로 인해 제품 디자인에 널리 사용되고 있습니다. 다양한 제품의 특정 기능 요구사항을 충족시키기 위해 실리콘 고무 소재는 발광, 음이온, 색변화 등의 기능을 개발하도록 변성되기도 합니다.
발광 및 음이온 실리콘 고무와 같은 변성 실리콘 고무는 실리콘 고무의 기능성을 향상시켜 보다 다양한 제품 디자인에 적합하게 합니다. 이러한 특수 실리콘들의 적용은 실리콘 고무의 사용 범위를 한층 더 확장시켰습니다.
실리콘 고무의 적용 분야:
1. 실리콘 고무 소재는 전자 제품 및 가정용품 설계에서 중요한 역할을 합니다. 그 독특한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 실리콘 고무는 이러한 제품 설계에서 필수적인 구성 요소로 자리 잡고 있습니다. 전자 제품에서 실리콘 고무는 밀폐 및 절연 기능을 제공하며, 내열성과 내마모성이 뛰어나 전자 제품에 종합적인 보호 기능을 제공합니다.
전자 제품에서의 밀폐 및 절연 용도로 사용되든, 가정용품에서의 편안함과 내구성을 위해 사용되든 실리콘 고무는 뛰어난 성능을 입증해 왔습니다.
2. 실리콘 고무는 주택 설계에 사용되며, 편안함과 내구성을 강조하고 제품의 촉감을 향상시킵니다. 실리콘 고무는 주택 설계에 사용되며, 편안함과 내구성을 강조하고 제품의 촉감을 향상시킵니다. 다음으로는 이러한 설계 분야에서 실리콘 고무의 응용 특성과 장점에 대해 심층적으로 살펴보겠습니다.
응용 분야
- **자동차**: 씰, 가스켓, 진동 감쇠장치(내열성 최대 **250°C 이상**).
- **의료**: 임플란트, 튜빙, 씰(생체적합성 및 살균 가능).
- **전자기기**: 키패드, 커넥터, 절연체(유전 특성).
- **소비재**: 주방용품, 유아용품(식품 접촉 안전, 무독성).
- **산업용**: HVAC 씰, 코팅제(내후성/자외선 저항성).
특징 및 장점
실리콘 고무는 전자 제품 설계에서 핵심적인 역할을 합니다. 뛰어난 밀폐성과 절연 특성 덕분에 전자 제품이 보다 안전하고 안정적으로 작동할 수 있습니다. 실리콘 고무의 가소성과 탄성은 복잡한 형태의 설계에 적합하며 전자 제품 전반의 보호에 유리합니다.
한편, 실리콘 고무의 내마모성과 내열성은 전자 제품 설계에서의 적용에 있어 큰 편의성을 제공합니다. 휴대폰 및 컴퓨터와 같은 일상용품부터 자동차 및 항공우주와 같은 고급 분야에 이르기까지 실리콘 고무는 그 필수적인 위치를 입증해 보였습니다. 또한, 실리콘 고무는 전자 제품 설계에서 다양한 다른 측면에도 적용되고 있습니다. 부드럽고 탄성 있는 특성 덕분에 실리콘 고무는 다양한 복잡한 형태에 쉽게 적응할 수 있어 전자 제품에 대한 종합적인 보호를 제공합니다.
실리콘 고무의 친환경성은 전자 제품이 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 기여하며, 넓은 응용 전망을 가지고 있습니다. 한편, 실리콘 고무의 환경 성능은 점점 더 많은 사람들의 주목을 받고 있으며, 전자 제품이 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 있어 실리콘 고무는 긍정적인 역할을 수행하고 있습니다.
기술의 지속적인 발전에 따라 전자 제품 설계에서 실리콘 고무의 적용은 보다 광범위해질 것이며, 이는 우리 생활에 더 많은 편리함과 안전성을 가져다줄 것입니다.
실리콘 고무 소재는 뛰어난 가소성을 지니고 있어 용융을 통해 다양한 독특한 형태로 쉽게 성형할 수 있습니다. 실리콘 고무는 색을 입히기 쉬우며, 변형에 강하고 내구성이 뛰어나며 인체에 무독성입니다. 따라서 인체와 접촉하는 제품 제조에 적합합니다. 실리콘 고무는 유기 화합물이므로 산호나 거북이와 같은 유기물의 형태를 모방하여 자연미를 표현할 수 있습니다. 실리콘 고무는 색을 입히기 쉬워 제작된 주얼리가 다양한 색상 변화를 보여줄 수 있어 다양한 소비자의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
기존 고무에 비한 실리콘 고무의 장점
극한 온도 저항성 (–60°C ~ 300°C)
탁월한 내구성 - 오존, 자외선, 화학물질에 강함.
유연성 및 탄성 - 시간이 지나도 물성 유지
생체적합성 - 의료용으로 FDA 및 ISO 10993 규정 준수
전기절연성 - 고전압 응용에 적합
실리콘 고무의 제조 공정
실리콘 고무 제품은 제품 품질과 정밀도를 보장하기 위해 가소화 및 성형과 같은 다양한 공정을 통해 제조됩니다. 또한 실리콘 고무의 제조 공정에는 가소화, 혼련, 캘린더링, 압출, 성형 및 가황 등 여러 단계가 포함되며, 실리콘 고무 제품의 일반적인 성형 공정으로는 압축 성형, 압출, 사출 성형 및 분사 성형 등이 있습니다. 제조 공정 중에는 레이저 절단, 가스켓, 접합 및 자체 접착 기술 등을 활용하여 제품의 정확성과 품질을 보장합니다.
- **혼련**: 실리콘 기초 중합체에 충전제(SiO₂) 및 가황제와 혼합
- **성형**:
- **LSR (액체 실리콘 고무)**: 정밀 부품을 위해 사출 성형됨.
- **HTV (고온 가황)**: 압축/전달 성형됨.
- **RTV (상온 가황)**: 상온에서 경화됨(실런트/접착제).
- **후가황(Post-Curing)**: 열처리를 통해 기계적 특성 향상.
**향후 트렌드**: 친환경 배합물, 자기 치유 실리콘, 웨어러블 기술용 스마트 엘라스토머.
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