"실리콘의 물리적 특성"을 검색하면 대부분 화학 교과서처럼 딱딱한 내용만 나옵니다. 시험에는 도움이 되겠지만, 부품 사양을 정하는 데는 전혀 쓸모가 없습니다. 밀도, 경도 범위, 내열 온도, 그리고 각 수치를 뒷받침하는 시험 표준에 대한 정보도 얻을 수 없습니다.
표준 실리콘 고무는 밀도 1.10~1.50 g/cm³, 경도 쇼어 00-5~쇼어 A-90, 연속 작동 온도 범위 -60°C~+230°C, 안정적인 전기 절연성 및 매우 높은 가스 투과성이라는 특정 범위 내에 있습니다. 전체 표는 아래에 있으며, 모든 값은 ASTM 또는 ISO 테스트 방법에 따라 표시됩니다.
이 수치들은 일반적인 용도의 실리콘(HCR 및 LSR)에 대한 것입니다. 충전재 함량, 경화 시스템 및 등급에 따라 정확한 수치가 달라지며, 각 특성별로 명시되어 있습니다.
실리콘 물리적 특성 사양표
실리콘의 물리적 특성 사양표는 밀도, 경도, 온도 범위, 전기적 특성, 광학적 특성 및 투과율 값과 해당 ASTM 및 ISO 시험 표준을 보여줍니다.
| 재산 | 일반적인 범위/값 | 시험 표준 |
|---|---|---|
| 모습 | 반투명 베이스; 색소 첨가 가능; 채우면 불투명해짐 | — |
| 밀도(비중) | 1.10–1.50 g/cm³ (약 2.0까지 채웠을 경우) | ASTM D792 |
| 경도 | Shore 00-5에서 Shore A-90까지 | ASTM D2240 |
| 인장강도 | 4~11 MPa (고강도 최대 약 13 MPa) | ASTM D412 |
| 파단 시 신장률 | 200–800% | ASTM D412 |
| 인열 강도 | 10–55 kN/m | ASTM D624 |
| 압축 세트 | 온도 범위 전체에 걸쳐 낮음 | ISO 815 / ASTM D395 |
| 작동 온도 | -60°C ~ +230°C (단기적으로는 +300°C까지) | ASTM D573 / D746 |
| 열전도율 | 약 0.2 W/m·K | — |
| 열팽창 계수 | 200–400 ×10⁻⁶ /K | ASTM E831 |
| 수분 흡수 | 0.5% 미만 | ASTM D471 |
| 물 접촉각 / 표면 에너지 | 약 110° / 약 22 mN/m (소수성) | — |
| 가스 및 증기 투과성 | 고탄성 소재 vs 다른 엘라스토머 | — |
| 절연 강도 | 18–25 kV/mm | — |
| 체적 저항률 | ~10¹⁵ Ω·cm | — |
| 광학 투과 | 91% 이상(광학 등급 LSR) | — |
| 가연성 | 자기소화성; UL 94 V-0에 따른 난연성 | UL 94 |
위의 사양표는 복사하거나 저장하여 참고 자료로 활용할 수 있도록 제작되었습니다. 각 속성에 대한 자세한 정보는 아래 각 섹션에 링크된 전용 페이지에서 확인할 수 있습니다.
외관 및 상태
실리콘은 본래 반투명하며 안료를 깨끗하게 흡수하여, 채우거나 색칠하면 완전히 불투명해집니다. 표면 마감은 폴리머 자체가 아니라 금형과 후처리 과정에 의해 결정됩니다. 이는 외관상의 특성일 뿐 성능과는 무관하며, 온도, 경도 또는 유연성과는 관계가 없습니다.
밀도, 무게 및 물과의 상호작용
실리콘은 물보다 밀도가 높기 때문에(1.10~1.50g/cm³) 물에 뜨지 않으며, 무게 기준으로 0.5% 미만의 물을 흡수합니다. 따라서 질문에서 일반적으로 암시하는 것처럼 다공성이 아닙니다. 충전재의 밀도는 약 2.0 g/cm³까지 증가합니다. 표면은 소수성이며, 물 접촉각은 약 110°이므로 물방울이 맺히지 않고 흘러내립니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘의 밀도, 무게 및 소수성
경도 및 기계적 특성
생산용 실리콘은 쇼어 경도 00-5(젤처럼 부드러운)에서 쇼어 A-90(단단한)까지 다양하며, 인장 강도는 4~11 MPa, 신장률은 200~800%입니다. 경도는 인열 강도 및 신장률과 상충 관계에 있기 때문에 가장 먼저 확정되는 사양입니다. 경도가 낮은 재질은 더 많이 늘어나지만 더 빨리 찢어집니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘 경도 및 듀로미터 가이드
온도 범위 및 열적 특성
실리콘은 -60°C에서 +230°C까지 지속적으로 특성을 유지하며, 고온용 등급은 단기간 동안 +300°C까지 견딜 수 있습니다. 열전도율은 낮고(~0.2 W/m·K) 열팽창 계수는 높아(200–400 ×10⁻⁶ /K), 고온 부품의 정밀한 공차에 중요한 영향을 미칩니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘의 열전도율 및 내열성
전기적 특성
실리콘은 전도성을 갖도록 의도적으로 탄소와 복합화하지 않는 한, 18~25kV/mm의 절연 강도와 약 10¹⁵Ω·cm의 체적 저항률을 갖는 강력한 유전체입니다. 이러한 이중 기능 덕분에 동일한 기본 폴리머가 고전압 절연과 EMI 차폐 키패드 모두에 사용될 수 있습니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘의 전기적 특성
광학적 특성
광학 등급 LSR은 91% 이상의 가시광선을 투과하며 에폭시나 폴리카보네이트보다 황변에 대한 저항성이 훨씬 뛰어납니다. 굴절률은 1.40~1.55 범위에 있으며, 이 때문에 LED 캡슐화 및 렌즈 광학계에 사용됩니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘 광학적 특성
기체 및 증기 투과성
실리콘은 다른 엘라스토머보다 가스 투과성이 훨씬 높습니다. 이것이 바로 산소 튜브와 통기성 멤브레인에 실리콘이 사용되는 이유이며, 가스 차단막의 밀봉재로는 적합하지 않은 이유이기도 합니다. 이는 다공성과 가장 흔히 혼동되는 특성입니다. 즉, 물질은 고체이지만 기체가 통과할 수 있도록 합니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘 가스 및 증기 투과성
가연성
일반 실리콘은 자체 소화성이 있으며, 난연 등급은 UL 94 V-0 등급을 충족하며 연기가 적고 할로겐을 방출하지 않습니다. 연소 시 불꽃이 떨어지는 대신 비전도성 실리카 재가 남기 때문에 철도 및 대중교통 기준에 부합합니다.
→ 더 읽어보기: 실리콘의 화재 및 가연성 특성
이 수치가 더 이상 적용되지 않는 지점
위의 모든 범위는 범용 실리콘을 기준으로 합니다. 범위는 다음 세 가지 선택에 따라 달라집니다.
- HCR 대 LSR — 이는 달성 가능한 허용 오차와 표면 청결도를 설정하는 것이지, 속성 범위 자체를 설정하는 것이 아닙니다.
- 필러 로딩 — 밀도와 경도를 높이는 반면, 신장률과 인열 강도는 낮출 수 있습니다.
- 치료 시스템 백금 경화 등급은 무취이며 투명합니다. 과산화물 경화 등급은 더 저렴하지만 잔류 냄새를 제거하기 위해 후경화 과정이 필요합니다.
이는 적용 한계일 뿐 결함이 아닙니다. 데이터시트에 기재된 값은 해당 값이 측정된 특정 화합물에만 적용됩니다.
자주 묻는 질문
실리콘은 물에 뜨나요?
아니요. 밀도가 1.10~1.50g/cm³로 물보다 높기 때문에 가라앉습니다.
실리콘은 다공성인가요?
아니요, 수분 흡수율은 0.5% 미만입니다. 하지만 가스 투과율은 매우 높은데, 이는 수분 흡수율과는 다른 특성입니다.
실리콘의 무게는 얼마나 될까요?
동일 부피당 물 무게의 약 1.1~1.5배이며, 고밀도 화합물의 경우 약 2.0g/cm³에 달할 수 있습니다.
실리콘은 몇 도까지 견딜 수 있나요?
-60°C ~ +230°C의 연속 작동이 가능하며, 고온 등급은 단시간 동안 +300°C까지 작동할 수 있습니다.
부품 사양을 작성하는 데 필요한 정보
이 범위는 표준 실리콘을 나타냅니다. 부품에 필요한 정확한 수치는 등급, 목표 경도, 규격 준수 목표에 따라 달라집니다.FDA 21 CFR 177.2600, 한국어:, 또는 USP 6등급), 그리고 작동 온도 — 이 네 가지 선택 사항은 비용과 납기까지 결정짓습니다. 이 정보를 보내주시면 실제 화합물에 대한 특성표를 보내드리겠습니다.
