고무 종류 및 특징 용도에 따른 밀도 경도 인장강도 온도 정리

고무 종류 및 특징 용도에 따른 밀도 경도 인장강도 온도 정리

고무는 다양한 산업에서 중요한 재료로 사용되며, 그 종류와 특성에 따라 용도가 크게 다릅니다.

따라서 고무 제품을 설계하거나 생산할 때는 각 고무의 특성과 물성을 고려하여 적절한 고무를 선택하는 것이 필수 요소로서 아래에서는 다양한 고무 종류와 그 특징, 용도 및 물성에 대해 표로 정리하여 알아보도록 하겠습니다.

고무 종류 및 특징

고무 종류	특징	주요 용도	밀도 (g/cm³)	경도 (쇼아 A)	인장강도 (㎏/㎠)	사용 온도 (℃)
천연고무 (NR)	부드러운 촉감과 기계적 성질이 우수함. 탄성이 뛰어남.	자동차 타이어, 신발, 호스, 벨트 등 다양한 산업 제품	0.93~0.95	35~80	70~280	-75 ~ 60
스티렌부타디엔 고무 (SBR)	내마모성 및 내노화성이 우수하며, 가격이 저렴함.	자동차 타이어, 운동용품, 방수포, 벨트 등	1.00~1.20	40~95	50~250	-25 ~ 100
부타디엔 고무 (BR)	탄성이 좋고 내마모성이 뛰어남.	항공기 타이어, 방진고무, 고무롤, 벨트 등 공업용품	0.91~0.93	40~95	60~250	-30 ~ 100
클로로프렌 고무 (CR)	내후성, 내오존성, 내약품성이 우수하며, 다양한 환경에서 안정적임.	전선 피복, 창틀 고무, 접착제, 방수포 등	1.15~1.25	40~95	60~250	-30 ~ 100
니트릴 부타디엔 고무 (NBR)	내유성과 내마모성이 우수하며, 기계적 내구성이 좋음.	오일실, 가스켓, 내유 호스, 콘베어벨트 등	1.00~1.20	40~95	50~250	-25 ~ 100
부틸고무 (IIR)	내후성, 내오존성, 내기밀성이 뛰어나며, 가스 투과성이 적음.	타이어 튜브, 전선 피복, 창틀 고무, 호스 등	0.91~0.93	35~95	50~150	-40 ~ 120
에틸렌 프로필렌 고무 (EPDM)	내노화성, 내오존성, 내전기성이 우수하며, 다양한 환경에서 내구성을 유지함.	자동차 스트립, 증기호스, 전선 피복 등	0.86~0.87	40~95	50~200	-40 ~ 140
아크릴 고무 (ACM)	고온 내유성이 우수하며, 고온 환경에서도 안정적인 물성을 유지함.	자동차 트랜스미션, 패킹 및 실	1.09~1.10	40~90	60~140	-15 ~ 160
불소 고무 (FKM/FPM)	내열성 및 내약품성이 매우 뛰어나며, 극한 환경에서 사용 가능함.	미사일, 로켓트 패킹, 화학 공장 내식 패킹 등	1.80~1.82	60~95	70~150	-10 ~ 250
실리콘 고무 (Q)	내열성 및 내한성, 전기적 절연성이 뛰어나며, 무독성이 특징임.	의료용품, 전기 절연용품, 내열성 및 내한성 요구되는 제품	0.95~0.98	30~80	30~90	-75 ~ 200

고무는 여러 산업에서 중요한 재료로 사용되며, 각 고무의 종류와 특성에 따라 용도가 크게 달라집니다.

특히 고무 제품을 설계하거나 생산할 때는 이러한 특성을 고려하여 적합한 고무를 선택하는 것이 매우 중요합니다.

천연고무(Natural Rubber, NR)는 부드러운 촉감과 뛰어난 기계적 성질을 가지고 있으며, 높은 탄성과 내구성으로 인해 자동차 타이어, 신발, 호스, 벨트 등 다양한 제품에서 사용되는데 이러한 고무의 특성으로 특히 일반적인 산업용 제품에서 많이 활용되며, 내구성이 필요한 부분에서 매우 유용합니다.

스티렌부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber, SBR)는 천연고무에 비해 내마모성과 내노화성이 우수하고, 가격이 저렴한 것이 특징입니다. 이러한 이유로 자동차 타이어, 고무 방수포, 운동용품 등 다양한 제품에 폭넓게 사용됩니다. 이 고무는 경제성을 중요시하는 대량 생산 제품에서 주로 사용되며, 적당한 내구성과 비용 효율성을 모두 갖춘 재료로 평가됩니다.

부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)는 천연고무보다 탄성이 좋고 내마모성이 우수하여 항공기 타이어, 신발, 방진 고무, 고무롤, 벨트 등에서 주로 사용됩니다. 높은 탄성과 마모 저항성 덕분에 무거운 하중을 견디는 타이어나 방진 고무와 같은 제품에 적합합니다.

또한, 클로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR)는 내후성, 내오존성, 내약품성 등이 우수하여 전선 피복, 창틀 고무, 접착제 등 다양한 환경에서 안정적인 성능을 발휘합니다. 이 고무는 외부 환경에 노출되는 제품에서 주로 사용되며, 고온이나 화학 약품에 노출되는 환경에서도 좋은 성능을 유지합니다.

니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR)는 내유성과 내마모성이 뛰어나며, 기계적 내구성도 우수합니다. 주로 오일실, 가스켓, 내유 호스와 같은 내유성 제품에 적합하며, 오일이나 화학 약품이 많이 사용되는 산업에서 필수적인 재료입니다. 

부틸 고무(Isobutylene Isoprene Rubber, IIR)는 내후성, 내오존성, 내기밀성이 뛰어나며, 가스 투과성이 적어 타이어 튜브, 전선 피복, 창틀 고무 등에 사용됩니다. 특히, 가스를 차단하는 성능이 요구되는 제품에 적합하며, 외부 노출이 많은 제품에서도 높은 성능을 유지합니다.

에틸렌 프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber, EPDM)는 내노화성, 내오존성, 내전기성이 우수하여 전선 피복, 자동차의 스트립, 증기 호스 등에 사용됩니다. 이 고무는 특히 전기적 절연성이 뛰어나고, 다양한 환경에서 내구성을 유지하기 때문에 자동차 및 전기 관련 제품에서 많이 사용됩니다. 

아크릴 고무(Acrylic Elastomers, ACM)는 고온에서 내유성이 우수하며, 높은 온도에서도 안정적인 물성을 유지하는 특징이 있습니다. 이러한 특성 덕분에 주로 자동차 트랜스미션 및 패킹과 실과 같은 고온 환경에서 사용되는 제품에 적합합니다.

불소고무(Fluoro Elastomers, FKM/FPM)는 내열성 및 내약품성이 뛰어나며, 극한의 환경에서도 성능을 유지할 수 있습니다. 이 고무는 미사일, 로켓트의 패킹, 화학 공장의 내식 패킹 등 고온과 화학 약품에 노출되는 제품에서 많이 사용되며, 극한의 온도나 화학적 부식에 견디는 능력이 매우 뛰어납니다.

마지막으로, 실리콘 고무(Silicone Elastomers, Q)는 내열성, 내한성, 전기적 절연성이 뛰어나며, 무독성의 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 의료용품, 전기 절연용품, 내열성 및 내한성이 요구되는 제품에서 많이 사용됩니다.

고무의 주요 물성으로는 밀도, 경도, 인장강도, 신장율 등이 있습니다. 밀도는 고무 제품의 무게와 부피를 결정하는 중요한 요소로, 제품 설계 시 반드시 고려해야 합니다. 

예를 들어, 불소 고무(FKM/FPM)는 밀도가 1.801.82로 무거운 편이며, 실리콘 고무(Q)는 밀도가 0.950.98로 상대적으

로 가벼운 편입니다. 이러한 밀도 차이는 고무 제품의 전체 무게와 부피를 설계할 때 중요한 참고 자료가 됩니다.

경도는 고무의 강도와 탄성을 나타내는 수치로, 쇼아 A로 측정됩니다. 고무의 경도가 높을수록 더 단단하며, 낮을수록 유연합니다.

예를 들어, 부틸 고무(IIR)는 경도가 3595로 범위가 넓어 다양한 용도에 맞게 사용할 수 있습니다.

인장강도는 고무가 끊어지기 전에 견딜 수 있는 최대 하중을 의미하며, 높은 인장강도를 가진 고무는 더 큰 압력에 견딜 수 있습니다. 천연고무(NR)는 인장강도가 70280㎏/㎠으로 매우 우수한 편입니다.

신장율은 고무가 얼마나 늘어날 수 있는지를 나타내는 지표로, 유연성을 평가하는 중요한 요소입니다. 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM)는 신장율이 100~500%로 매우 유연하며, 다양한 환경에서 사용이 가능합니다. 고무의 사용 온도 범위는 각 고무의 특성에 따라 다르며, 실리콘 고무는 -75℃에서 200℃까지 견딜 수 있어, 극한 온도 환경에서도 성능을 유지할 수 있습니다.

고무라는 재질을 선택할 때는 특히 내마모성, 내열성, 내유성 등 여러 물성을 종합적으로 고려해야 하는데 예를 들어, 부타디엔 고무(BR)라는 고무의 특성으로는 내마모성이 매우 뛰어나 마모가 심한 환경에 적합하며, 불소 고무(FKM/FPM)는 최고 250℃까지 견딜 수 있어 고온 환경에서도 사용할 수 있습니다. 

내유성이 요구되는 제품에는 니트릴 고무(NBR)가 적합하며, 오일이나 화학 물질이 있는 환경에서도 내구성을 유지할 수 있습니다.

3D CAD 소프트웨어를 활용해 고무 제품을 설계할 때는 재질별 밀도를 정확히 설정하여 제품의 무게를 정확하게 예측할 수 있습니다. 밀도 값을 정확히 입력하면 제품의 전체 무게를 계산할 수 있어, 설계 단계에서 무게 최적화와 관련된 중요한 결정을 내릴 수 있습니다.