[스크랩] 고무제품과 첨가제

천연고무와 합성고무
천연고무
천연생 고무 원료는?
고형성고무 : 고무나무에서 채취한 액체를 응고시켜 판상 드라이고무로 생산.
액체성 고무 : 라텍스로 명명 한다.
고무는 학문적으로 석유화학에 속하고, 화학적으로는 탄화수소로 표기한다,
천연생 고무는 RSS(Ribbed Smoked Sheets) 또는 NR(Natural Rubber)이라고도 한다. 1840년 미국에서 유황에 의한 고무가황법으로 발명을 한 후에 영국에서 고무에 산화제를 가하여 혼합함으로써 좋은 고무 탄성제를 개발 함,
고무액체 채취는 5~7년생이 되면 고무 액체를 받을 수 있다. 고무나무 수피에서 받은 천연고무 액체는 순액으로 공업화를 위해 응고상태인 순액고무에 소량의 암모니아를 첨가한다, 1차 보조제를 가한 후 농축된 고무액에 산을 가하면 고형 천연고무가 된다.
천연생 고무 원액 비
고무탄화수소분	88.23%
단백질	5.04%
아세톤 가용분	4.10%
당 분	0.84%
회 분	1.74%
수 분
천연고무 원료 가공 : 원심분리법, 증발법, 전기 경사법,
천연고무는 뛰어난 점착성과 가공성이 우수하며 타 합성고무와의 상용성이 우수하다,
천연고무 규격
판상 : 1 덩어리 100kg ABC등급
지대 : 1포 33.5kg   ABC 등급
액상 : 1D/M  A급 : 백색상, B급 : 불투명, C급 : 흑색상
SMR 생고무 : 말레이지아산 10, 20,30, 50 등급
생고무는 130도에서 가황반응이 되고, 180도 이상에서는 경화, -10도 이하에서는 결정성이 되어 응고된다
천연 고무의 성질
가공성이 우수한 결정성 고무이다.
성은 합성고무 보다 최고로 우수하며 신축성이 좋다
인장, 신장율, 경도, 압축영구가 우수하여 많은 충진제로 혼합된다
내유성은 약하여 저온에서는 결정이 된다,
합성고무
합성은 용어자체가 유기물질을 화학적으로 두가지 이상 원소에 촉매를 가하여 중합시킨 것이다, 합성고무의 역사는 18~19세기 동안에 부타티엔+이소프렌+스치렌 등에 촉매를 가하는 연구를 하여 합성고무가 생성되기 시작했고, Silicon 고무상은 1940년초 미국, 일본, 독일에서 내열성으로 합성. 생산하였다.
SBR : 스치렌+부타티엔을 중합하여 SBR합성고무가 생성.
NBR : 니트릴+부타티엔을 합성중합하여 내유고무로 생산.
BR : 부타티엔에 촉매를 가함,
EPDM : 에치렌+비닐+제3성분인 다윈에 촉매를 가한다,
CR네프렌 : 염소화 고무. 내열성 고무.
ACM : 아크릴고무 . CSM : 하이파론, Silicon고무. 바이톤(불소고무), FKM고무, Thiocol : 지오콜고AN,  POR, CHR : 에피크로로히드린고무, AR : 알핀고무, CIIR : 염소화부틸고무, 부틸고무, IIR고무, 우레탄고무 등 많은 합성고무가 생산되고 있다.
2원공중합고무 : 두 가지 물체를 합성시켜서 중합한 합성고무이며 SBR, NBR등이다,
3원공중합고무 : 세가지 물체를 합성시켜 중합한 합선고무이며 EPDM이다,
합성고무 : 결정성, 비결성성고무가 있다.
결정성고무 : CR (네오프렌)고무등이며 규칙성 고무이다,
비결정성고무 : SBR, NBR, BR 합성고무로 불규칙고무이다.
합성고무의 분류 : 유화중합법에 의한 Cold, Hot 식,
라텍스 합성고무, SBR액상고무, CR액상고무, NBR액상고무,실리콘액상고무등이 생산되고 액상고무는 표면처리제, 접착제, 콘돔텍스, 장갑등에 사용,
특수합성고무
합성고무, Butyl고무, IIR고무라고도 한다,
1. 부틸고무
Isobutylene과 부틸고무는 Diene과의 이원공중합체이다. 부틸고무는 주로 타이어계통, 약품 병마개등에 많이사용되고, 가류황화가 느리고, 타 합성고무를 썩어서 가공을 하면 황화속도가 느리며, 기포나 물리적 성질이 저하된다. 부틸고무는 황변성고무가 있어 특수가교성, 과산화물 가류로 분리된 가황속도와 기포성 때문에 생산성이 취약하여 많은 용도로 사용하지 못했다. 현재는 자동차타이어 계통에 많이 사용된다,
1)부틸고무의 성질
내후성,내열성,노화성이 우수하다.
내오존성, 산화제에 우수하다.
내일광성이 우수하고 염에도 강하다.
내굴곡성이 아주 좋다.
전기절연성이 우수하고 내마모성이 우수하다.
내한성이 우수하다.
탄성이 없다
2) 부틸고무의 가공성
롤러가공은 잘 감기지 않으며 롤러온도를 뜨겁게 하여 가공해야 한다.
3) 부틸고무의 규격
알본산 JSR 065,
268, 365등이 있다.
2. 우레탄고무 (Urethane Rubber)
Polyester나 Polyether과 Isocyanate와의 반응에 대한 고무 탄성체이다.고탄성체이며 마모성이 다른 합성고무보다 뛰어난 장점이 있다.
1)우레탄 고무의 종류
열가소성 고무, 고형체 고무, 액체형 고무,
2) 생산 규격
열가소성 고무 : Paraprene 일본산.
고형체 고무 : Urepan  600 계열 바이엘사
액체형 고무 : Adiprane미국제품, 일본제품.
3) 성질
인장강도와 신장율, 인열강도가 우수하다.
내유성, 오존성, 내한성이 우수하다.
내열성이 좋지 않고 발열성에는 고무가 녹기 때문에 주의를 요한다.
일광 노출시 색이 변하다.
우레탄고무는 마모성이 좋기 때문에 스폰지나 신발창, 고무판, 고무봉등 연질고무까지 다양하게 생산을 할 수 있다.
4) 가공성
액체형 고무 : 산화제를 썩어 드라이 혼합기에 혼합하여 금형에 넣어 가류 한다.
고체형고무 : 롤러 가공 후 산화제를 섞어 금형에 넣어 가류한다.
열가소성고무 : 압출용 고무이다.
가공온도 : 180도 고온 가류한다.
우레탄고무는 원료자체에 가스가 있기 때문에 가류전에 가스를 빼낸 후 가류한다.가류 전에 가스를 빼지 않고 가류하면 기포가 생긴다.
산화제는 과산화물 촉진제를 써야 하므로 가류시간이 길다.
가류제로 다이아민이나 유황도 고체형 고무에 촉진제로 사용한다,
우레탄고무는 90도에서 가류현상이 일어난다.
3. 아크릴 고무
Acryl은 에칠아크릴과 크로로에칠 비닐에칠 성분의 이원공중합체이다.
국내에서 많이 사용하지 않음, 내열 180도에서 내유성, 내후성이 좋다,
4. 하이파론 고무
Hypalon은 폴레에치렌, 산호항, 염소를 가하여 만든 중합체 고무이다.
내약품성이 최우수한 고무이며, 내마모성은 좋으나 내유성이 약하다,
국내에서 많이 사용 않음,
5. 에피크로로하이드린고무, 지오콜고무 : 생략(생산량의 10%미만)
6. 실리콘고무
특수고무이다, 고도의 내열성고무로 350도까지 사용할 수 있는 고무 원료로 특수한 용도에 많이 사용된다,
Si와 O와의 강력한 결합에너지를 가지는 것이며 다른 합성고무와는 다르다.
실리콘고무 : 액체상, 고체상, 수지상
액체상 : 건축용 접착제, 도포용
고체상 : 실리콘고무이다, 내열성, 특수공업용, 가교성은 합성고무와는 다르다. 타합성고무는 황화로 가열이 되지만 실리콘분자는 황화로 가열되지 않는다. 과산화물 촉진제로 가교하는 것을 유념해야 한다.
수지상 실리콘 : 건축자제로 많이 사용됨,
실리콘 규격 제품 (다우코닝)
1040계열 ; 일반공업용
2035 계열 ; 식품용
3745 계열 : 특수용
5505 계열 : 튜브 가스겟공업용
일본산, 도레이실리콘.
가공성
원료
충진제 (규산화물 첨가)
촉진제 (과산화물 촉진제 첨가)
롤러온도는 저온으로하고 가공 후 24시간 수축시 켜아 하고, 프레스 온도는 고온으로 하며 최고 170도 이상 유지 해야 한다.
교시간 : 1차 15분, 2차 240분.
가황 : 황변성 고무, 생고무, 합성고무 중 SBR, BR일부, NBR, Neoplene, EPDM일부, 재생 등은 화학식에 이중 결합이 있으므로 유황가류가 되는 것이다,
가교결합 : 특수 실리콘고무. EPDM일부, 불소고무, 지오콜고무, 피알고무,등 이중결합이 없는 고무는 과산화물 촉진제를 첨가하는 원료 고무,
합성고무의 제조는 유기화학에 의한 것이고, 필요한 부분은 별도의 학습이 있어야 함,
실리콘 고무의 성질
내열성 : 350도 까지 사용
내한성 : -70도 까지 사용
내후성, 내오존성이 우수
전기적 성질이 우수
인장강도가 약하다
산에 약하다
인열강도가 약하다
단가가 고가이다,
7. 불소고무(Viton Rubber)
Fluoro Rubber의 합성고무이다, 특수한 물성으로 내열성, 내한성, 내유성, 내약품성이 가장 우수한 제품이다, 국방병기. 고도의 산업기계. 인공위성등 특수하게 사용된다, Trifluoro chloro ethylene, Vinylidene fluo ride 이원 공중합체 고무이다,
불소고무의 규격
일본산 다이엘 751, 702 계열, 미국산 바이톤 E 60계열,
성질
결합력이 큰 불소 포화성이 있어서 화학적, 열적으로 안전한 고무이다,
가공성 : 보통
내약품성 : 최고로 우수
내유성 : 전기름 성분 최고로 우수
내열성 :  450도까지 사용
내후성, 내오존성 : 합성고무중 최고 우수
내한성 : -70도까지 사용.
가격 : 고가
탄성 : 약함,
알카리성에 부식됨,
신율 : 약함,
고무자체가 경화성
가공성
롤러온도 40도에서 혼합 : 충진제, 촉진제, 가소제, 산화마그네슘 등 다섯가지 정도가 투입, 충진제를 많이 넣으면 압됨, 원자제 자체가 경화성이다,
가소제는 DOS나 TOP를 0.5%이하로 첨가 하되 5%이상 첨가시 고무 피막에 분출한다.가공온도 : 1차 170도에 20분, 2차 200도에 10시간이상 가류, 단축가류는 허용 안됨.
재생고무
재생고무 의 가공
1950년대 : 재생 할 고무를 분쇄하여 골탄기름을 넣고 수증기를 6kg/㎠의 압력으로 3시간 이상 찌면 재생이 됨,
1960년대 : 재생할 고무등에 재생제를 첨가하고 7kg/㎠의 압력으로 4시간 이상 찌면 재생이 됨, 천연고무와 합성고무를 섞어서 사용,
1970년대 : 고압 솥에 타이어고무, 피나무를 절단하여 수증기 고압으로 재생산, 고무장갑, 라텍스 콘돔, 고무줄 등을 생산,
재생고무 규격
라텍스 콘돔 재생고무
고무장갑 재생고무
고무신, 고무줄 재생고무
타이어 재생고무
재생고무의 성질
인장강도, 인열강도가 약하다.
신장율이 낮고, 경도가 높다.
내유성이 좋다.
내하성이 양호하다.
내약품성이 약하다.
고무제조 단가가 싸다.
롤러가공이 좋다.
내후성에 약하다.
고무단가가 저렴하다.
8. SBR (Stylene Butadien Rubber)
즉, 스티렌(23.5%)+부타티엔 고무이다. 비닐결합등의 혼합적인 구조를 가지는 것이 특징, 천연생고무보다 지구력과 탄성이 매우 약하다, sis형 1,4결합, trans형 1,4결합, 비닐(vi-nyl) 1,2결합의 세가지로 합성. 고온중합과 저온중합 방식으로 생산.
1) BR (Poyl Butadien Rubber)
폴리부타티엔고무, Stereo 합성고무이다. 탄성이 우수하고 발열이 적은 것이 특징, 높은 sis결합과 낮은 cis결합 두가지로 생산, 탄성과 동적성질이 우수함으로 자동차 타이어 생산에 많이 사용, 발열성이 작기 때문에 시속 100km에도 견디는 탄성고무이며 내구성, 저온특성이 우수하다.
(1) BR의 성질
투명한 고무이다.
탄성이 우수하고 동적성질이 좋다.
발열이 적고 내마모성이 우수하다.
노화성이 적고 내구성이 우수하다.
압출성형이 좋다.
(2) BR 가공성
점도가 높기 때문에 롤러가공이 가능하다, 단, 배합비에 따라서 타이어 계열인 흑카본을 많이 사용할 시는 저온 특성과 마모량 반발탄성을 고려해서 배합해야 한다.
생고무와 SBR 1502는 7:3으로 혼합 배합해야 한다.
2)NBR (Acrylo Nitrile Butadiene)
내유성, 내열성에 사용하는 고무이며 이원공중합체이다, 고무제조업체에서 가장 많이 사용.저온중합과 고온중합이 있으며, 고무 100%에 아크릴로니트릴 성분이 35~45% 포함, 내유에 견디는 물체에 사용하는 고무원료이고, 아크릴로니트릴 성분은 수지상 분자로 고무 100%에 얼마나 들어있느냐에 따라서 내유물질의 팽창도가 달라진다,
N31계열, 하이카 1072 계열 20종,  N215계열 30종,
국내사용은 N31, N220계열, 하이카 1002계열을 많이 사용한다,
장점
내유성이 우수하다
내열성이 양호하다
내마모, 내노화성이 우수,
인장강도를 높인다.
가스투과성이 우수.
내약품성이 우수
단점
공성이 나쁘다.
탄성이 나쁘다.
절연성, 오존성이 나쁘다.
접착성이 나쁘다.
3) CR (Neoplene, Chloroplene)
염기성 고무이며 염화성 분자가 들어 있다, 접착성이 뛰어난 접착성 고무이며, 오래 방치하면 응고되는 결정성이 있다. 내열성 위주로 생산, 알카리성 고무, 내약품성, 내후성이 아주 좋은 고무이다,크로로와 부타티엔 1,3 중합체이다, 범용고무로서 전선 접착제, 건축용등 다양하게 사용되고 있다,
네오프렌의 성질
내열성 150도 까지 사용할 수 있다.
내후성, 오존성, 내열성, 노화성이 우수하다.
내유성, 내약품성이 양호하다.
난면성이며 가스투광성이 적다.
접착설이 뛰어나게 우수하다.
탄성이 좀 약하다.
네오프렌의 가공성
롤러가공은 생고무와 같은 성질을 가지고 있다. 탄성과 과립, 가공성 세 가지 현상이 나타난다. 원료고무 자체가 경화성을 띠고 있기 때문에 연화제나 가소제 배합이 바람직 하다.
4) EPDM, EPT(Ethyne Proplene Diene)
EPM-EPDM 합성고무는 EPDM이라 한다, 삼원공중합체이다. 제3성분인 Diene이 포함되어 있으며 고무상태로 약간 탄성이 있으며, 에치렌, 프로필렌 이원공중합체 분자가 특수적으로 내후와 내열성이 없는 고무상 원료이다. EPM은 제3성분이 없는 분자로 이원공중합체이다.
EPM의 가황도
EPM고무의 가황도는 각각 배합촉진제가 다름을 유의 해야한다.
EPDM의 배합촉진제는 가황배합으로 가류된다.
EPDM의 배합촉진제는 과산화촉진제로 가류해야 한다.
EPM과 EPDM의 성질
내후성(바람)에 최고로 우수 하다
오존성, 내노화성, 균열성, 내수성(무)에 우수하다.
150도에서 사용이 가능하다.
내한성은 -50도 이하에서 사용이 가능하다.
롤러 석내린작업이 좋지 않은 편이다. Bloom현상이 일어나는 것을 주의해야되며 EPM은 점착성이 약하다.
EPM(EPT)제품 원료
EPM 1045계열, EPT 3045계열,
EPDM 301~501계열, Bun 258계열,
Polysar 306~545 계열,
Mitsui 1045계열, Nodel 1040계열,
EPDM. EPM의 롤러가공
롤러가공은 석내림이 잘되지 않는다.
EPDM은 제3성분인 다인계가 포함되어 있어서 롤러가공이 잘된다,
EPM은 다인계가 없으므로 순에치렌, 프로필렌 이원분자가 구성되어 있기 때문에 점착성이 없고 가공이 어렵다.
EPDM의 롤러가공 온도는 생고무보다 높은 45도이상±5도 유지하여 혼련한다, EPM은 60±5도를 유지해야 롤러가공이 가능하다.
충진제나 촉진제의 투입시 롤러온도는 EPM은 55도이하, EPDM은 45도 이하로 낮추어야 한다, 충진제나 촉진제의 투입시 발열로 연소될 우려가 있다, 연소의 뜻은 롤러 발열로 인하여 고무생지가 스코치(Scorch)현상이 생긴다는 뜻이다.
내림가공은 15±5도 이하이어야한다. 가공시간은 10분 이내에 혼합이다된다.

출처 : 양 지 고 무 산 업

글쓴이 : 양지고무 원글보기

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