대부분의 "실리콘의 특성" 관련 글들은 마치 백과사전 항목처럼 실리콘-산소 골격, 유연성에 대한 단락, 내열성에 대한 단락으로 구성되어 있습니다. 하지만 금형 견적서를 작성하거나 완제품 사양서를 작성해야 할 때는 이런 내용이 전혀 도움이 되지 않습니다.
실리콘 고무는 Si-O-Si 골격을 가진 합성 엘라스토머로, -60°C에서 +230°C까지 연속적으로 사용 가능하며, 쇼어 A 경도 10~80으로 제공되고, 최대 약 25kV/mm의 전기 절연성을 가지며, 대부분의 극성 매체에 대해 화학적으로 불활성입니다. 실제 성능은 배합 등급(HTV 대 LSR), 경화 시스템(과산화물 대 백금), 그리고 인증에 따라 제한됩니다.FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, USP 6등급, ISO 10993).
이 문서는 제가 엔지니어와 구매 담당자들과 공구에 대해 논의하기 전에 제공하는 속성 참조 자료입니다. 카탈로그 사양, 등급에 따라 달라지는 사항, 생산 과정에서 변경되는 사항을 명확히 설명해 줍니다.
1. 물리적 특성
1.1 밀도 및 무게
실리콘 밀도는 다음과 같습니다. 1.10–1.25 g/cm³, 주로 충전재 함량(흄드 실리카 또는 침전 실리카)에 의해 결정됩니다. 충전재 함량이 높을수록 인장 강도는 향상되지만 투명도와 신장률은 감소합니다. 실리콘은 물에 뜨지 않습니다.
| 재료 | 밀도 (g/cm³) |
|---|---|
| EPDM | 0.86–0.90 |
| 천연 고무 | 0.91–0.93 |
| 실리콘 고무 | 1.10–1.25 |
| 비닐 | 1.20–1.55 |
| 플루오로실리콘(FVMQ) | 1.40~1.60 |
이는 부피가 큰 부품(매트, 시트, 오븐 라이너)의 배송비와 부력에 민감한 용도에 중요한 영향을 미칩니다. 재질별 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 실리콘 대 플라스틱, PVC 대 실리콘, 그리고 실리콘 VS 고무.
1.2 색상 및 투명도
기본 실리콘 검은 반투명입니다. 백금 경화형은 물처럼 투명한 상태를 유지하며, 과산화물 경화형은 미량의 촉매 잔류물 때문에 황백색을 띠는 경향이 있습니다. 안료는 나중에 첨가하는 것이 아니라, 분쇄 또는 배합 단계에서 혼합됩니다.
자외선 및 열에 대한 색상 안정성은 실리콘 자체가 아니라 안료 선택에 따라 달라집니다. 산화철 안료를 사용한 부품은 1,000시간 이상 옥외 노출 후 색조가 변하며, 카드뮴 기반 안료는 RoHS 규정을 준수하지 못합니다. 도달하다 노골적인.
1.3 경도 (쇼어 A)
쇼어 A 경도는 실리콘 원료 조달에서 가장 잘못 정돈된 특성입니다.
| 쇼어 A | 느끼다 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|
| 10~20세 | 젤 같은 | 피부 접촉형 웨어러블 기기, 보철물 라이너 |
| 20~30세 | 부드럽고 아기에게 안전한 소재 | 공갈젖꼭지, 치발기, 생리컵 |
| 30~50세 | 표준 "소프트"“ | 씰, 개스킷, 수영모 |
| 50~70세 | 단단한 | 주걱 손잡이, 키패드, 베이킹 틀 |
| 70~80세 | 엄격한 | 산업용 씰, 구조 부품 |
경도는 1당 측정됩니다. ASTM D2240 압입기 유지 시간은 1초입니다. ISO 48-4 유지 시간 규정은 다른 수치를 제시합니다. 구매 주문서에 시험 방법을 명시하십시오. 그렇지 않으면 5~8 쇼어 경도 값이 목표치에서 벗어나게 되어 이의를 제기할 수 없습니다.
경도가 밀봉 성능, 촉감 및 마모 수명에 미치는 영향에 대해서는 다음을 참조하십시오. 실리콘 쇼어 A 경도: 촉감, 밀봉성 및 내구성에 미치는 영향 그리고 실리콘의 쇼어 경도가 중요한 이유는 무엇일까요?.
2. 기계적 특성
2.1 인장 강도 및 신장률
범용 실리콘 런 4.5–10 MPa 인장 강도 그리고 200–800% 파단 시 신장률 ASTM D412/ISO 37 기준에 따라, 고인장 강도 등급은 인장 강도가 10~12 MPa에 달합니다.
EPDM(15~20 MPa)이나 천연 고무(20~30 MPa)에 비해 실리콘은 기계적 강도가 약합니다. 실리콘은 인장 강도를 기준으로 선택되는 것이 아니라, 온도 범위, 생체 적합성 및 복원력을 기준으로 선택됩니다.
구매자가 "실리콘은 얼마나 많은 무게를 견딜 수 있나요?"라고 물으면, 답은 항상 "실리콘 자체가 아니라 기하학적 구조에 따라 다릅니다."입니다. 실리콘은 얼마나 많은 무게를 견딜 수 있을까요? 기하학 수학을 위해서요.
2.2 인열 저항
인열 강도: 9–55 kN/m ASTM D624 Die B 규격에 따르면, 액상 실리콘 고무(LSR)는 백금 경화 공정을 통해 더 조밀한 가교 네트워크가 형성되기 때문에 열가소성 비닐(HTV)보다 더 깔끔하게 찢어집니다. 의료용 풍선, 아기 젖꼭지, 생리컵 등이 거의 항상 LSR로 만들어지는 이유가 바로 이것입니다.
2.3 압축 세트
ASTM D395(175°C에서 22시간)에 따른 압축 변형률은 다음과 같습니다. 5–30%. 수치가 낮을수록 좋습니다. 이는 장시간 압축 후 가스켓이 원래 상태로 복원되지 못하는 정도를 나타냅니다.
백금 경화 실리콘은 8~15%의 경도를 나타냅니다. 과산화물 경화 실리콘은 2차 후경화 전 20~30%의 경도를 보이며, 200°C에서 4시간 후경화하면 약 15%까지 떨어집니다. 이러한 경도 차이는 공정 시간과 에너지 비용 증가로 이어집니다.
3. 열적 특성
3.1 작동 온도 범위
카탈로그 답변: -60°C ~ +230°C 연속 작동. 산화철로 안정화된 등급은 단기 내열성을 300°C까지 연장합니다.
공장 현장의 답변은 다음과 같습니다. 실리콘은 상한 온도에서 갑자기 파손되는 것이 아니라, 경화되고 신축성이 떨어지며 표면에 균열이 생깁니다. 베이킹 매트를 230°C에서 계속 가동하면 6~8주 후에 압축 영구 변형률이 증가합니다. 고객 불만은 첫날이 아니라 3개월쯤 후에 나타납니다.
분해 동작에 대해서는 다음을 참조하십시오. 실리콘의 녹는점 놀라운 온도 실리콘은 녹지 않으며, 약 350~400°C에서 무기질인 실리카로 분해됩니다.
3.2 열전도율
0.18–0.30 W/m·K 충전재가 없는 실리콘의 경우, 열전도성 등급(질화붕소, 산화알루미늄 또는 산화아연이 첨가된)은 1.5~3.0W/m·K의 열전도율을 가지며 LED 갭 패드 및 전기차 배터리 열 인터페이스 재료에 사용됩니다.
일반 실리콘은 나무와 유사한 단열재입니다. 실리콘 오븐 장갑이 효과적인 이유도 바로 이 때문이며, 충전재가 없는 실리콘을 방열판으로 사용할 수 없는 이유도 마찬가지입니다. 자세한 내용은 다음을 참조하세요. 실리콘의 열전도율.
3.3 가연성
일반 실리콘은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. UL94 V-1 등급. 백금 또는 수화물 충전제를 함유한 난연 화합물은 V-0 등급을 달성합니다. 실리콘이 연소될 경우 비전도성 실리카 재를 남기기 때문에 고층 건물 비상 회로 및 해양 배선에는 실리콘 케이블 재킷이 사용됩니다. 참조. 실리콘은 가연성인가요?.
4. 전기적 특성
실리콘은 전체 작동 온도 범위에 걸쳐 유전 성능을 유지하는 몇 안 되는 엘라스토머 중 하나입니다.
| 재산 | 일반적인 범위 | 테스트 방법 |
|---|---|---|
| 체적 저항률 | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| 절연 강도 | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| 유전 상수 (1MHz) | 2.8–3.5 | ASTM D150 |
| 아크 저항 | 120초 이상 | ASTM D495 |
실질적인 측면에서 보면, PVC 절연재는 90°C 이상에서 연화되는 반면, 실리콘은 200°C 이상에서도 절연 강도를 유지합니다. 두께와 전압 간의 최적 선택에 대해서는 다음을 참조하십시오. 실리콘 시트 유전 강도 및 정격 그리고 실리콘 시트 전기 절연층 두께 옵션.
탄소 또는 은이 함유된 전도성 실리콘은 이 범위를 완전히 뒤집어 표면 저항이 10⁰–10² Ω/sq까지 떨어집니다. 이는 완전히 다른 재질입니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 전도성 실리콘 키패드와 비전도성 실리콘 키패드.
5. 화학적 성질
5.1 불활성 및 저항
실리콘은 다음과 같은 물질에 대해 화학적으로 안정적입니다.
- 묽은 산과 알칼리
- 극성 용매(물, 알코올, 글리세린)
- 산소와 오존 - 엘라스토머에서는 흔치 않은 현상
- 대부분의 식품 및 생체액
실리콘은 다음과 같은 상황에서 팽창하거나 분해됩니다.
- 비극성 용매(가솔린, 톨루엔, 광물유) — 20–60% 부피 팽창
- 농축산(HCl, H₂SO₄)
- 150°C 이상의 포화 증기에서 장시간 유지 (Si-O 골격 가수분해)
단시간 용매 노출로 인한 팽창은 가역적입니다. 장기간 오일 접촉은 자동차 엔진룸의 실리콘 씰을 손상시키므로, 해당 부위에는 불소실리콘(FVMQ)을 사용해야 합니다. 참고 자료: 실리콘 스트립 내화학성 특성.
5.2 소수성
표면 물 접촉각: 100~110°. 실리콘은 코팅 없이도 물을 튕겨내기 때문에 콘크리트 거푸집의 기본 이형제로 사용되며, 실리콘 개스킷은 추가 실런트 없이도 밀봉 효과를 냅니다.
5.3 풍화작용 — 자외선, 오존, 산화
실리콘은 유지합니다 옥외에서 5년 후 80~90%의 기계적 특성 가속 노출 조건 ASTM G155 크세논 아크 테스트 결과, 천연 고무는 실외에서 6~12개월 내에 눈에 띄게 균열이 발생합니다.
완전한 내성은 아닙니다. 카본 블랙이 함유된 검은색 실리콘은 유색 실리콘보다 내구성이 뛰어나며, 투명 실리콘은 직사광선에 18~24개월 노출되면 눈에 띄게 노랗게 변색됩니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 실리콘은 자외선에 강한가요? 그리고 실리콘 스트립, 자외선 및 내후성.
매립지의 장기 분해는 50년에서 500년 사이입니다. 참조. 실리콘이 분해되는 데 얼마나 걸립니까?.
6. 생물학적 및 규정 준수 특성
대부분의 사양 표기가 여기서 잘못됩니다. "식품 등급"과 "의료 등급"은 서로 바꿔 쓸 수 없으며, "실리콘 안전"은 규제 용어가 아닙니다.
| 규정 준수 등급 | 기준 | 일반적인 사용 | 비용 프리미엄 |
|---|---|---|---|
| 산업용 | 필요 없음 | 씰, 개스킷, 매트 | 기준선 |
| 식품 접촉(미국) | FDA 21 CFR 177.2600 | 베이킹 도구, 식품 보관 용기 | +5–10% |
| 식품 접촉(EU) | LFGB §30 / §31 | EU 수입 베이킹 도구, 젖병 | +20–30% |
| 피부 접촉 | ISO 10993-5, -10 | 웨어러블 기기, 보철물 | +25–40% |
| 의료용 임플란트 | USP Class VI, ISO 10993 전체 패널 | 카테터, 임플란트 | +50–200% |
"의료용" 등급이라고 해서 자동으로 식품 안전 기준을 충족하는 것은 아닙니다. 사용되는 용출 용매와 용출 시험 방법이 다릅니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 식품 등급 실리콘 vs 의료 등급 실리콘 그리고 식품 등급 실리콘.
피부 접촉 또는 체액 접촉 제품의 경우, 생체 적합성은 원료뿐 아니라 완제품에 대해서도 재검증되어야 합니다. 안료, 이형제, 후경화 처리 과정 모두 적합성 기준을 충족하지 못할 수 있습니다. 참고 자료: 실리콘은 의료용으로 사용하기에 정말 생체적합성이 있을까? 그리고 피부 접촉 의료기기의 생체 적합성 시험 절차(ISO 10993).
실리콘은 대부분의 사용자에게 알레르기 반응을 일으키지 않습니다. (참고) 실리콘은 저자극성인가요?.
7. 경화 시스템 및 등급에 따른 물성 변화
두 가지 배합 결정으로 공구가 강철을 절삭하기 전에 약 80%의 물성 범위가 확정됩니다.
| 변하기 쉬운 | HTV(고체 실리콘) | LSR(액상 실리콘) |
|---|---|---|
| 기본 치료 시스템 | 과산화물(백금 첨가 선택 사항) | 플래티넘 전용 |
| 경도 범위 | 20~80 쇼어 A | 5–70 쇼어 A |
| 인열 강도 | 낮추다 | 더 높은 |
| 압축 세트 | 15–25% (후처리 후) | 8–15% |
| 달성 가능한 허용 오차 | ±0.05–0.10 mm | ±0.02–0.05 mm |
| 공구 비용 | 낮은 | 높은 (콜드 러너) |
| 사이클 타임 | 3~8분 | 30~90초 |
| 가장 적합한 | 저/중 볼륨, 단순한 기하학적 구조 | 대량 생산, 의료, 유아, 마이크로 부품 |
주문서에 경화 시스템이 명시되지 않은 경우 기본값은 과산화물 열가소성 비닐(HTV)입니다. 이는 더 저렴하지만 경화 부산물이 잔류하여 맛, 냄새 및 색상 안정성에 영향을 미칩니다. 피부 접촉, 유아용품 또는 의료용품의 경우 경화 시스템을 반드시 요구하십시오. 백금 치료법을 글로 적다. 보다 LSR과 HTV 실리콘 고무, 실리콘 경화 vs 가황, 그리고 실리콘 가황: 엔지니어들이 흔히 저지르는 실수.
8. 빠른 검색 — 모든 속성을 한눈에
| 재산 | 일반적인 범위 | 시험 기준 |
|---|---|---|
| 밀도 | 1.10–1.25 g/cm³ | ASTM D792 |
| 쇼어 A 경도 | 10~80 | ASTM D2240 |
| 인장강도 | 4.5–12 MPa | ASTM D412 |
| 파단 시 신장률 | 200–800% | ASTM D412 |
| 인열 강도 | 9–55 kN/m | ASTM D624 다이 B |
| 압축 세트 | 8–30% | ASTM D395 |
| 작동 온도 | -60 ~ +230 °C | — |
| 열전도율 | 0.18–0.30 W/m·K | ASTM C177 |
| 절연 강도 | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| 체적 저항률 | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| 화염 등급 | UL94 V-1 (난연 첨가제 포함 V-0) | UL94 |
| 물 접촉각 | 100~110° | — |
실리콘, EPDM, 천연 고무, PVC 및 불소실리콘의 경도, 온도 범위, 유전율, 내화학성 및 비용을 비교하는 실리콘 특성 레이더 차트
자주 묻는 질문
실리콘은 독성이 있나요?
아니요. 경화된 실리콘은 화학적으로 불활성이며, 적절하게 배합 및 후경화 처리될 경우 FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31 및 ISO 10993에 따라 식품 및 의료 접촉용으로 인증되었습니다. 미경화 실리콘과 과산화물 경화 부산물은 작업장에서 흡입해서는 안 됩니다.
실리콘은 녹나요?
아니요. 실리콘은 녹는점이 없습니다. 약 350°C 이상에서 미세한 흰색 재인 이산화규소(SiO₂)로 분해됩니다. 이것이 바로 실리콘이 내화 전선이나 고온용 가스켓에 사용될 수 있는 이유입니다.
실리콘과 실리콘의 차이점은 무엇인가요?
실리콘은 원소(Si)입니다. 실리콘은 Si-O-Si 골격에 메틸 또는 비닐 측쇄가 있는 고분자입니다. 참조. 실리콘 vs 실리콘.
실리콘은 얼마나 오래 사용할 수 있나요?
실내에서 20년 이상, 등급에 따라 직사광선에 노출되는 실외에서는 5~10년 동안 사용 가능합니다. 매립지에서의 분해는 50~500년이 소요됩니다.
이 항목에서 다루지 않는 내용
이것은 속성 참조이지 소싱 플레이북이 아닙니다. 위의 숫자를 고정된 값으로 간주하기 전에 읽어야 할 세 가지 경계가 있습니다.
- 속성 번호는 제형에 따라 달라집니다. 등급, 충전재 함량 및 경화 시스템에 따라 모든 규격 범위는 ±20%만큼 변동될 수 있습니다. 따라서 견적을 제시한 특정 등급에 대한 실제 기술 데이터 시트(TDS)를 공급업체에 반드시 요청하십시오.
- 테스트 결과가 횟수보다 테스트 방법이 더 중요합니다. 쇼어 A 50 경도를 가진 부품을 1초 동안 접촉시켜 측정한 값과 15초 동안 접촉시켜 측정한 값은 다릅니다. ASTM D2240과 ISO 48-4 규격에 따라 동일한 부품이라도 다른 값이 나올 수 있습니다. 사양서에 명시된 측정 방법을 반드시 확인하십시오.
- 규정 준수 관련 서류의 유효기간이 만료되었습니다. FDA, LFGB 및 USP 시험 성적서는 특정 원료 배치에 대해서만 유효하며, 완제품에 대해 무기한으로 유효한 것은 아닙니다. 등급 변경, 공급업체 변경 또는 안료 변경 시 재시험을 실시해야 합니다.
실리콘 공장에 문의 메일을 보내기 전에 다음 다섯 가지 사항을 결정하세요.
- 연속 작동 온도 (최고 온도 아님)
- 선언된 테스트 메서드를 사용하여 대상을 쇼어합니다.
- 준수 범위 - 어떤 표준을 준수할 것인가, 어떤 연락 방식을 사용할 것인가
- 경화 시스템 - 백금 또는 과산화물
- 허용 오차 등급 - 소비자용, 산업용 또는 의료용
이 다섯 가지 사항이 없으면, 여러분이 받는 견적은 모두 추측일 뿐이며, TDS 항목은 검증할 수 없습니다.
이 내용은 더 포괄적인 참고 자료와 함께 제시됩니다. 실리콘이 화학적으로 실제로 무엇인지, 어떻게 제조되는지, 그리고 엘라스토머 계열에서 어떤 위치를 차지하는지 등 전체적인 그림을 알고 싶다면, 다음 자료를 참조하십시오. 실리콘 소재 완벽 가이드. 저것을 상위 컨텍스트로 사용하고, 이 페이지를 속성 조회에 사용하세요.
