일상생활에서 우리는 다양한 재료를 접하게 되는데, 그중 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 실리콘은 널리 사용되는 두 가지 고분자 재료로 두각을 나타냅니다. 스마트폰 케이스부터 의료 기기까지, 이 재료들은 어디에나 있습니다. 그러나 TPU와 실리콘은 물리적 특성, 가공 특성 및 응용 분야에서 상당한 차이를 보입니다. 적절한 재료를 선택하는 것은 제품 성능과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 기사에서는 백과사전적 관점에서 TPU와 실리콘을 심층적으로 분석하여 독자들이 이러한 재료를 더 잘 이해하고 활용할 수 있도록 재료 선택 지침을 제공합니다.
열가소성 폴리우레탄(TPU)은 고무와 같은 탄성과 플라스틱과 같은 가공성을 결합한 열가소성 엘라스토머의 일종입니다. 디이소시아네이트, 폴리올 및 사슬 연장제의 반응을 통해 합성되는 고분자입니다. TPU의 분자 구조에는 유연한 세그먼트와 단단한 세그먼트가 모두 포함되어 있어 독특한 물리화학적 특성을 부여합니다. 원료 및 배합에 따라 TPU는 경도, 탄성, 내마모성 및 내화학성이 다르게 나타날 수 있습니다.
TPU는 주로 단계 성장 중합을 통해 합성되며, 여기서 디이소시아네이트는 폴리올과 반응하여 프리폴리머를 형성한 다음 사슬 연장제로 사슬을 연장하여 최종 TPU 고분자를 생성합니다. 폴리올 유형에 따라 TPU는 폴리에스터 기반 TPU와 폴리에테르 기반 TPU로 분류할 수 있습니다. 폴리에스터 기반 TPU는 우수한 오일 및 용매 저항성을 제공하지만 가수분해 저항성은 낮고, 폴리에테르 기반 TPU는 우수한 가수분해 저항성, 저온 성능 및 반발 탄성을 나타냅니다.
경도에 따라 TPU는 연질(쇼어 경도 60A-80A), 중경도(80A-95A) 또는 경질 TPU(95A 이상)로 분류할 수 있습니다.
실리콘 또는 유기 실리콘 엘라스토머는 실리콘-산소 주쇄와 유기 측쇄를 가진 합성 고분자입니다. 온도 저항성, 내후성 및 생체 적합성을 포함한 고유한 특성으로 인해 의료, 식품 및 전자 응용 분야에서 가치가 있습니다. 경화 방법에 따라 실리콘은 부가 경화형과 축합 경화형으로 나눌 수 있습니다.
실리콘은 일반적으로 실란을 가수분해 및 축합 반응을 통해 합성하여 실록산 올리고머를 형성한 다음 경화제 및 촉매로 가교 결합합니다. 부가 경화형 실리콘은 백금 촉매를 사용하여 빠르고 부산물이 없는 경화를 수행하여 고정밀 응용 분야에 적합합니다. 축합 경화형 실리콘은 주석 촉매를 사용하며 일반 산업용으로 더 경제적입니다.
응용 분야별로 실리콘은 일반 용도, 의료 등급, 식품 등급 또는 전자 등급으로 분류할 수 있으며, 각 등급은 특정 규제 요구 사항을 충족합니다.
| 속성 | TPU | 실리콘 |
|---|---|---|
| 탄성 | 높은 탄성, 뛰어난 반발력 | 부드럽고 적당한 탄성 |
| 내마모성 | 우수 | 양호 |
| 내화학성 | 양호(오일/용매 저항) | 우수(광범위한 내화학성) |
| 온도 범위 | -40°C ~ 120°C | -60°C ~ 230°C |
| 내후성 | 양호(UV에 민감) | 우수(UV/오존 저항) |
| 생체 적합성 | 보통(일부 등급 사용 가능) | 우수(무독성) |
| 가공 방법 | 사출 성형, 압출 | 압축 성형, 압출 |
| 응용 분야 | 신발류, 전자 제품, 자동차 | 의료, 식품, 전자 제품 |
| 비용 | 저렴 | 더 비쌈 |
TPU와 실리콘 중에서 선택할 때는 다음을 고려하십시오.
TPU와 실리콘은 고유한 장점을 가진 고성능 고분자입니다. TPU는 까다로운 기계적 응용 분야에서 탄성, 내구성 및 내화학성이 뛰어나고, 실리콘은 민감한 용도에 대해 타의 추종을 불허하는 온도 안정성, 생체 적합성 및 안전성을 제공합니다. 이러한 재료의 특성을 이해하면 정보에 입각한 선택이 가능하여 제품 성능과 수명을 최적화할 수 있습니다.
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