어떤 재료는 가혹한 환경에서도 탄성을 유지하고 다른 재료는 시간이 지남에 따라 열화되는 이유는 무엇일까요? 엔지니어링 재료 분야에서 고무와 폴리우레탄은 서로 다른 성능 특성을 가진 두 가지 널리 사용되는 엘라스토머입니다. 이 기사에서는 이들의 특성을 살펴보고, 장점을 비교하며, 응용 분야 전반에 걸쳐 재료 선택에 대한 지침을 제공합니다.
고무는 라텍스에서 파생된 천연 고무에서 유래된 고탄성 폴리머의 한 종류입니다. 천연 고무는 뛰어난 탄성을 제공하지만, 내후성, 내유성, 내구성이 제한적이어서 합성 대체재가 개발되었습니다.
현대 합성 고무에는 다음이 포함됩니다.
이러한 변형체는 특정 성능 요구 사항을 충족합니다. NBR은 밀봉 응용 분야에서 내유성이 뛰어나고, EPDM은 옥외 사용에 대한 내후성이 뛰어납니다. 그러나 고무 재료는 일반적으로 고급 폴리머에 비해 내하중 능력, 압축 영구 변형 및 내마모성이 제한적입니다.
폴리우레탄(PU)은 폴리올과 이소시아네이트의 반응을 통해 생성되어 조정 가능한 특성을 가진 다용도 재료를 만듭니다. 두 가지 주요 PU 범주는 다음과 같은 뚜렷한 특성을 나타냅니다.
경화 과정에서 비가역적인 가교 결합 네트워크를 형성하여 뛰어난 열 안정성, 내화학성 및 기계적 강도를 제공합니다.
가역적인 열적 전이를 통해 재활용성 및 가공성을 제공하는 동시에 우수한 탄성을 유지합니다.
고무와 비교하여 폴리우레탄은 여러 측면에서 우수한 성능을 보입니다.
폴리우레탄은 일반적으로 고무 화합물보다 3~5배 더 높은 내마모성을 나타내며, 쇼어 경도는 10A에서 75D까지 다양하며 고무의 30A에서 90A까지의 좁은 범위와 비교됩니다.
PU 제형은 고무가 열화되는 오일, 산소 및 오존에 노출될 때 안정성을 유지합니다. 고급 PU 화합물은 고무가 보호 코팅이 필요한 옥외 응용 분야에 UV 안정제를 통합합니다.
동일한 조건에서 폴리우레탄 구성 요소는 고부하 응용 분야에서 고무 부품보다 2~8배 더 오래 지속되는 경우가 많습니다.
폴리우레탄과 고무 사이의 재료 선택은 비용 고려 사항에 대한 성능 요구 사항의 균형을 맞추는 것입니다. 고무는 가격에 민감한 응용 분야에서 장점을 유지하는 반면, 폴리우레탄은 까다로운 환경에서 우수한 성능을 제공합니다. 폴리우레탄 기술의 지속적인 발전은 연장된 수명과 유지 보수 감소가 더 높은 초기 비용을 정당화하는 추가 응용 분야에서 고무를 대체할 수 있는 잠재력을 확장합니다.
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