고무 구조와 특성

고무는 꼬불꼬불한 고분자의 선상 중합체이므로 결합된 분자들이 서로 엉
키어 있으며 물이나 기름과 같이 유동되지 않고 상온에서 고체이다.
그러나 천천히 힘을 가하면 이 결합이 풀리고 분자간에 미끄러짐이 일어나면
서 고무의 전체길이는 늘어나지만 힘을 제거하더라도 종종 늘어난 채 원래대
로 돌아가지 않는다.이러한 변형을 소성변형(plasticdeformation)이라고 부른
다.그러나 분자간에 화학결합을 형성시키는 가교공정을 행함으써 엘라스토머
가 되며,인장력을 가하면 늘어나고 외력을 제거했을 때 원래의 상태로 돌아
가는 탄성변형(elasticdeformation)이 가능해 진다.
고무상 영역에 있는 고무를 가열하면 분자운동이 일어나 유동하기 시작한다.
반대로 온도를 내리면 분자간 상호작용이 생겨 고무의 Young탄성률이 높아지
면서 분자운동은 동결상태에 이르게 된다.이때 온도를 유리전이온도 Tg라고
부른다.
고분자가 고무로서 거동하기 위해서는 분자회전이 용이하고 분자간의 상호
작용이 낮고 분자회전을 방해하는 장애물이 적고 가교가 가능한 작용기를 지
니고 있어야 한다[1].

고무제품을 만들 때 원료고무에 혼합하여 사용되는 재료를 일반적으로 배
합제라고 한다.원료고무 및 배합제의 선택에 따라 가공성능,제품성능 및 가
격이 결정된다.원료고무의 기본적 특성을 만족시키기 위해서 필요한 최소 배
합제를 넣은 처방을 기초배합이라 부른다.기초배합에 첨가제를 넣어 물성을
향상시키고 가공성능을 개량하거나 가격을 인하 시키는 등의 목적으로 기초배
합과는 다른 배합설계를 하는 것을 실용배합이라고 한다[2].
배합제는 일반적으로 그 효과에 의해 분류가 된다.원료고무의 요구물성을
확보하고 외부환경에 대한 안정성과 필요로 하는 기능성을 부여하고 가격절감
을 목적으로 배합설계를 할 수 있다.
[그림 2.1]은 배합설계에 대한 구체적 도표이다.
가.노화방지제 :외부환경에 대한 안정성을 부여(오존,산화방지제)
나.가황,촉진제 :분자간의 결합을 일으켜 탄성을 가짐
다.기능 첨가제 :필요목적에 따라 첨가함(가소제,착색제,가공조제)
라.보강제,충진제 :물성 증대와 단가 인하(카본블랙