(SI) 실리콘 고무

소개

실리콘 고무는 실록산 골격으로 구성된 고성능 엘라스토머 제품군으로, unusually 넓은 사용 온도 범위, 내후성, 전기 절연성, 낮은 독성 및 장기 유연성으로 평가됩니다. 이는 무기 골격 화학과 유기 가공 versatility를 결합하여 seals, 의료 기기, 전자 제품, 건설, 운송 및 소비재에 사용될 수 있기 때문에 플라스틱 및 엘라스토머 가치 사슬에서 독특한 위치를 차지합니다.

탄화수소 고무와 달리 실리콘 고무는 일반적으로 탄소-탄소 사슬이 아닌 실리콘-산소 사슬을 기반으로 하며, 이는 열, 자외선, 오존 및 산화에 대한 내성을 설명하는 데 도움이 됩니다. 이 소재는 단일 제품이 아니라 HCR(열 경화 고무), LSR(액상 실리콘 고무) 및 RTV(실온 가황) 시스템을 포함하는 플랫폼 기술로, 각각 다른 가공 경로 및 성능 목표에 적합합니다.

그 역사는 실리콘 금속, 클로로실란 및 실록산 중합의 산업 화학과 밀접하게 연결되어 있으며, 현대 상업 생태계는 제어된 가수분해-축합 화학 및 이후 충전제, 경화제 및 특수 첨가제와의 배합을 중심으로 구축되었습니다. 동시에 실리콘 고무는 지속적인 지속 가능성 문제를 제시합니다. 원료 생산은 에너지 집약적이며, 가교 후 기존 기계적 루프에서 재활용하기 어렵고, 수명 종료 관리는 열가소성 수지보다 더 제한적입니다.

역사 및 개발

실리콘 화학은 20세기 유기규소 화합물의 광범위한 개발에서 등장했으며, 산업 생산자들은 실리카 유래 실리콘을 반응성 클로로실란으로 전환한 다음 실록산 중합체로 전환하는 방법을 배웠습니다. 상업용 실리콘 고무는 제조업체가 분자량, 가교 밀도, 충전제 보강 및 경화 시스템 간의 균형을 개선함에 따라 확장되어, 특수 seals 및 전기 부품에서 의료, 소비재 및 고신뢰성 산업 응용 분야로 이동할 수 있게 되었습니다.

개발의 주요 단계는 실리콘을 서로 다른 제형 패밀리로 분리하는 것이었습니다. HCR 등급은 성형 기술 부품에 중요해졌고, LSR는 고용량 자동 사출 성형을 가능하게 했으며, RTV 시스템은 현장 sealing, potting 및 encapsulation을 지원했습니다. 이러한 다양화는 실리콘 고무를 틈새 내열 엘라스토머에서 광범위한 소재 플랫폼으로 전환했습니다.

화학 구조 및 주요 특성

실리콘 고무는 실록산 결합이 지배적인 무기-유기 하이브리드 엘라스토머로, 이는 많은 기존 고무의 탄소-탄소 결합보다 열적으로 더 견고합니다. 사슬 구조는 매우 유연하며, 분자 코일은 비교적 개방되어 있어 낮은 유리 전이 온도, 높은 탄성 및 저온 조건에서의 우수한 성능에 기여합니다.

실리콘 고무와 일반적으로 연관된 주요 특성은 다음과 같습니다.

중요한 한계는 소재 프로필의 일부입니다.

• 낮은 인장 강도 → 유연한 실록산 골격과 상대적으로 낮은 분자간 인력으로 인해 발생 → 침전 실리카와 같은 보강 충전제 및 제형 최적화로 일반적으로 해결.
• 낮은 내마모성 및 인열 저항 → 많은 엔지니어링 엘라스토머에 비해 낮은 고유 내마모성으로 인해 발생 → 배합, 표면 설계 또는 슬라이딩 duty 서비스에 더 적합한 엘라스토머 선택을 통해 완화.
• 높은 기체 투과성 → 개방된 중합체 네트워크와 사슬 이동성으로 인해 발생 → 기체 이동이 허용되거나 원하는 경우 workable하지만, 기밀 sealing 응용에는 적합하지 않음.
• 낮은 표면 에너지 및 비점착 거동 → 실록산 표면 화학으로 인해 발생 → 이형 및 오염 저항에 유리하지만, 프라이머 또는 표면 처리 없이는 접합 및 접착을 복잡하게 만들 수 있음.

이러한 trade-off는 실리콘 선택의 핵심입니다. 소재는 높은 마모 강도나 구조적 강성보다 열, 저온 및 실외 노출에서의 신뢰성이 더 중요한 경우 뛰어납니다.

생산 공정 및 원료

상업용 실리콘 고무 생산은 전기 아크로에서 석영 또는 실리카 유래 원료를 환원하여 얻은 실리콘 금속으로 시작됩니다. 그런 다음 실리콘 금속은 Rochow 공정에서 메틸 클로라이드와 반응하여 실리콘 화학의 핵심 중간체인 메틸클로로실란을 형성합니다.

주요 공정 순서는 다음과 같습니다.

1. 실리카 rich 원료에서 실리콘 금속 생산.
2. 메틸 클로라이드와의 반응으로 클로로실란 중간체 생성.
3. 증류에 의한 분리 및 정제.
4. 가수분해 및 축합으로 실록산 사슬 형성.
5. 중합체 변성, 배합 및 엘라스토머 등급으로 경화.

일반적인 제형 경로는 다음과 같습니다.

• HCR: 보강 실리카, 안료 및 경화 시스템과 배합된 고일관성 소재, 이후 압축, 트랜스퍼 또는 압출로 성형.
• LSR: 자동화된 액상 사출 성형 및 빠른 사이클 시간을 위해 설계된 저점도 2성분 시스템.
• RTV-1 및 RTV-2: 실란트, potting, 금형 및 현장 적용 개스킷에 사용되는 실온 경화 시스템.

일반적인 배합 성분에는 실리카 보강 충전제, 열 안정제, 안료, 가공 보조제, 접착 촉진제 및 열 전도성 또는 전기적 특성을 위한 특수 충전제가 포함됩니다. 한 대표적인 기능적 예에서 실리카 충전제**는 실리콘 매트릭스 내에서 보강 네트워크를 형성하여 인장 강도와 인열 저항을 높이기 위해 상당한 로딩으로 사용되며, **알루미늄 산화물 또는 유사한 전도성 충전제는 열 관리 부품의 열 전도성을 높이기 위해 추가될 수 있습니다.

응용 분야 및 최종 사용 시장

실리콘 고무는 severe 열, 전기 및 환경 조건에서 내구성을 요구하는 시장에 서비스를 제공합니다. 일반적인 등급 및 공정은 최종 용도에 따라 다릅니다.

실리콘 고무는 특히 다음 분야에서 강력합니다.

• 의료 및 헬스케어: 유연하고 살균 가능하며 생물학적 조직과의 접촉에서 종종 잘 견디기 때문에 튜빙, 카테터, 수술 액세서리, seals 및 웨어러블 구성 요소.
• 전기 및 전자: 광범위한 열 범위에서 절연 성능을 유지하기 때문에 개스킷, 커넥터, potting 화합물, 케이블 절연 및 EMI 관련 sealing.
• 자동차 및 운송: 기존 엘라스토머가 더 빨리 분해될 수 있는 엔진룸 seals, 호스, 커넥터 및 고온 개스킷.
• 건설 및 글레이징: UV 및 습기 저항이 중요한 실란트, 방수 조인트 및 파사드 응용.
• 소비자 및 식품 접촉 제품: 열 안정성 및 이형 특성의 이점을 누리는 베이크웨어, 금형, seals 및 기구.

부적합한 용도는 고압 기체 sealing 또는 고진공 sealing입니다. 실리콘의 기체 투과성이 부틸 고무 또는 불소화 엘라스토머와 같은 소재에 비해 상대적으로 높기 때문입니다.

환경 및 지속 가능성 측면

실리콘 고무는 지속 가능성 논의에서 모호한 위치를 차지합니다. 한편으로 그 내구성은 제품 수명을 연장하고, 교체 빈도를 줄이며, 의료 기기, 재생 에너지 하드웨어 및 날씨에 노출된 건물 seals와 같은 까다로운 응용 분야에서 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 다른 한편으로 상류 생산은 에너지 집약적인 실리콘 금속 제조에 의존하며, 경화된 실리콘의 가교 특성은 기존 기계적 재활용을 어렵게 만듭니다.

주요 지속 가능성 문제는 다음과 같습니다.

• 원료 집약도: 석영에서 실리콘 금속, 그다음 클로로실란으로의 경로는 상당한 에너지 입력을 필요로 함.
• 재활용 한계: 가황 후 실리콘 고무는 열가소성 수지처럼 재용융될 수 없으므로 소재 순환성이 더 제한됨.
• 수명 종료 경로: 재사용, 충전제로 분쇄, 화학적 재활용 연구 및 에너지 회수가 모두 탐색되고 있지만, 일부 열가소성 수지의 폐쇄 루프 재활용만큼 성숙하지 않음.
• 바이오 기반 대안: 연구 및 상업화 노력이 계속되고 있지만, 대부분의 실리콘 화학은 여전히 광물 실리콘과 메탄올 유래 또는 석유화학 연결 시약에 의존하며 완전한 바이오 기반 원료가 아님.

응용 수준에서, 실리콘 고무가 내구성이 낮은 소재를 장수명, 고장 비용이 높은 환경에서 대체할 때 지속 가능성 사례는 여전히 유리할 수 있습니다. 이러한 경우 소재 수명, 유지보수 감소 및 누출 위험 감소는 더 높은 제조 footprint를 부분적으로 상쇄할 수 있습니다.

경제 및 글로벌 시장 영향

실리콘 고무는 전자, 건설, 운송, 헬스케어 및 산업 장비와 연결된 수요를 가진 글로벌 거래 특수 엘라스토머입니다. 시장 가치는 상품량보다는 제형 복잡성, 인증 비용 및 성능 critical 최종 용도에 의해 더 형성됩니다.

주요 산업 생태계는 Dow, Wacker, Shin-Etsu, Elkem, Momentive 및 KCC와 같은 기존 그룹을 포함한 다국적 실리콘 및 특수 소재 생산자들 사이에 집중되어 있습니다. 경쟁 우위는 일반적으로 다음에 따라 달라집니다.

• 실리콘 금속 및 클로로실란 통합에 대한 접근,
• 제형 노하우,
• 신뢰할 수 있는 경화 및 성형 기술,
• 의료 또는 식품 접촉 용도의 규제 및 응용 승인,
• 및 열, 전기 또는 광학 성능을 위해 등급을 맞춤화하는 능력.

현재 과제 및 혁신

현재 개발 작업은 제조 가능성과 순환성을 개선하면서 실리콘 고무의 고전적인 trade-off를 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

주요 과제:

• 탄성이나 가공성을 희생하지 않는 기계적 보강.
• 저표면 에너지 표면이 처리 또는 프라이밍되지 않으면 접합에 저항하기 때문에 접착 제어.
• 특히 기본 소재가 자연적으로 절연이지만 일부 응용 분야에서 제어된 열 방출이 필요한 전자 제품의 열 관리.
• 특히 경화된 부품의 재활용 및 수명 종료 회수.

혁신 방향은 다음과 같습니다.

• 배터리 팩, LED, 전력 전자 및 열 인터페이스 부품을 위한 전도성 충전제를 사용하여 열 흐름을 조정하는 고전도성 실리콘.
• 고처리량 의료 및 정밀 부품 제조를 위한 LSR 자동화.
• 다중 소재 조립을 위한 자가 접착 및 선택적 접착 등급.
• 항공우주 및 전자 제품을 위한 특수 난연 및 저방출 등급.
• sealing, 단열 및 경량 완충을 위한 기능성 폼 및 스펀지 실리콘.

미래 전망

실리콘 고무는 열, 날씨 및 전기 스트레스 하에서의 성능이 더 높은 비용과 더 복잡한 화학을 정당화하는 프리미엄 엘라스토머 플랫폼으로 남을 가능성이 높습니다. 성장은 전기 이동성, 의료 기술, 전자 encapsulation, 에너지 시스템 및 건물 외피에서 가장 강력할 것으로 예상되며, 이 모든 것은 내구성 있는 sealing 및 열 안정성을 요구합니다.

가장 중요한 장기적 변화는 아마도 다음을 포함할 것입니다.

• 저탄소 실리콘 및 중간체 생산,
• 더 효율적인 경화 및 성형 경로,
• 기술적으로 가능한 경우 재활용 또는 회수된 실리콘 함량의 확대 사용,
• 및 실록산 골격의 핵심 이점을 침해하지 않고 접착, 전도성 및 인성을 개선하는 제형 발전.

요약

실리콘 고무는 실록산 화학이 넓은 온도 범위에서 exceptional 열 안정성, 내후성, 전기 절연성 및 유연성을 제공하는 다재다능한 고성능 엘라스토머입니다. 주요 한계는 낮은 강도, 제한된 내마모성, 높은 기체 투과성 및 재활용의 어려움이지만, 제형 및 가공 발전은 까다로운 산업, 의료 및 소비자 응용 분야에서 그 역할을 계속 확대하고 있습니다.

참고 문헌

• •

  Silicone rubber. (2005, December 6). Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Silicone_rubberLink

• •

  Characteristic properties of Silicone Rubber Compounds. (n.d.). Shin-Etsu Silicone. https://www.shinetsusilicone-global.com/catalog/pdf/rubber_e.pdfLink

• •

  All About Silicone Rubber – Properties, Applications and ... (2023, September 18). Thomasnet. https://www.thomasnet.com/articles/plastics-rubber/about-silicone-rubber/Link

• •

  General Properties & Applications of Silicone Rubber. (2020, June 11). ETI Roltec. https://www.etiroltec.com/blog/general-properties-applications-of-silicone-rubber/Link

• •

  Silicone rubber: How to select the right grade? (2025, July 8). SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/silicone-rubber-elastomerLink

• •

  Understanding Silicone Rubber: Basics, Uses, and Innovations. (2024, August 30). Eureka by PatSnap. https://eureka.patsnap.com/blog/material-tech-resources/what-is-silicone-rubber/Link

• •

  Properties: Silicone Rubber. (2026, August 26). AZoM. https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=920Link

• •

  Silicone Rubber: Complete Guide to Properties, Applications & Selection. (n.d.). Harkesh Rubber. https://harkesh.com/glossary/silicone-rubberLink

• •

  What is silicone rubber made of? (2024, February 15). Elkem. https://magazine.elkem.com/material-science-insights/what-is-silicone-rubber-made-of/Link

• •

  What is silicone rubber? (2023, May 17). Essentra Components. https://www.essentracomponents.com/en-gb/news/solutions/general-protection/what-is-silicone-rubberLink

• •

  How Do You Make Silicone Rubber. (2025, October 25). INNOSILICONE. https://www.innosiltech.com/company-news/36/Link

• •

  Characteristics of silicone rubber (elongation, strength, shock ...). (n.d.). Nagase ChemteX. https://group.nagase.com/nagasechemtex/e1/en/advanced-concept-materials/rubber-like-resin/silicone-rubber-properties-comparison/Link

• •

  The Complete Guide to Silicone Rubber. (2026, April 1). JLCPCB. https://jlcpcb.com/blog/complete-introduction-to-silicone-rubbersLink

• •

  Silicone Rubber Properties & Applications | Ultimate Guide. (2025, March 9). Rubber & Seal. https://www.rubberandseal.com/properties-and-applications-of-silicone-rubber/Link

• •

  How Silicone Products Are Made Step by Step. (2026, March 31). HB Silicone. https://www.hbsilicone.com/silicone-manufacturing-process/Link

• •

  Silicone Rubber Molding: Types, Materials and Uses. (2026, May 14). IQS Directory. https://www.iqsdirectory.com/articles/rubber-molding/silicone-molding.htmlLink

• •

  Application of silicone rubber. (2022, November 28). LinkedIn. https://www.linkedin.com/pulse/application-silicone-rubber-ingrit-liuLink

• •

  Silicone Rubber: Types, Uses, Properties & Applications. (2024, September 30). Manuf-Rubber. https://www.manuf-rubber.com/news/quick-guide-to-silicone-rubber/Link

• •

  Silicone Rubber in the Real World: 5 Uses You'll Actually ... (2025, October 1). LinkedIn. https://www.linkedin.com/pulse/silicone-rubber-real-world-5-uses-youll-actually-see-2025-yymseLink

• •

  Application Of Silicone Rubber, Silicone Rubber Uses, Silicone Rubber Industry. (2023, June 29). GENVAN. https://www.genvan.com/silicone-rubber-applications/Link

• •

  How Do You Manufacture Silicone? (2021, September 10). Silicone.co.uk. https://silicone.co.uk/news/how-do-you-manufacture-silicone/Link

• •

  How is silicone rubber made? (2021, May 3). Elkem. https://magazine.elkem.com/faq/how-is-silicone-rubber-made/Link

• •

  Galīgais silikona gumijas ceļvedis: pielietojumi, īpašības ... (2024, December 16). UDTECH. https://ud-machine.com/blog/silicon-rubber/Link

• •

  Healthcare Industry. (2025, November 18). Uniflex Inc. https://www.uniflexinc.com/blog/top-5-uses-for-silicone-rubber/Link

• •

  What are the silicone rubber molding processing? (2024, January 18). Elkem. https://magazine.elkem.com/material-science-insights/what-are-the-different-rubber-molding-processes/Link

• •

  Silicone Rubber: A Versatile Elastomer in Industry. (2023, November 27). J-Flex. https://www.j-flex.com/silicone-rubber-a-versatile-elastomer-in-industry/Link

• •

  Silicone Rubber Manufacturing Applications: Defense, Automotive ... (2025, August 7). Moldtech Rubber. https://moldtechrubber.com/silicone-rubber-manufacturing-applications-defense-automotive-medical-and-more/Link

• •

  What is Silicone? The applications and uses of Silicone. (2017, February 9). Silicone.co.uk. https://silicone.co.uk/news/an-introduction-to-silicone/Link

• •

  Top 5 Commercial Applications of Silicone Rubber Products. (2024, July 18). Elastostar. https://elastostar.com/top-5-commercial-applications-of-silicone-rubber-products/Link

• •

  Silicone. (2002, July 29). Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/SiliconeLink

• •

  What are the different processing methods for silicone ... (2022, July 5). Elkem. https://magazine.elkem.com/material-science-insights/different-processing-methods/Link

• •

  What Is Silicone Rubber? A Guide to Types, Common ... (2026, May 25). Glorysun Group. https://www.glorysungroup.com/blog/common_silicone_rubberLink

• •

  Manufacturing Process Of Silicone Products: A Guide. (2025, April 28). Elastostar. https://elastostar.com/manufacturing-process-of-silicone-products/Link

• •

  Where does Silicone Rubber come from? Learn with us today. (2017, July 31). Silicone.co.uk. https://silicone.co.uk/news/where-does-silicone-rubber-come-from/Link

• •

  Silicone: A Guide to Production, Uses and Benefits. (2022, December 11). SIMTEC Silicone Parts. https://www.simtec-silicone.com/blogs/how-is-silicone-produced/Link

• •

  The Making Of Silicone- The 5 Step Process. (2024, November 28). United Silicones. https://united-silicones.com/blogs/news/the-making-of-silicone-the-5-step-processLink