실리콘 고무 실리콘에서 유래한 고무는 기본적으로 합성 폴리머입니다. 실리콘 고무는 내구성이 뛰어나고 반응성이 없습니다. 이러한 특성으로 인해 주방 용품 및 의료 기기에 활용하기에 적합합니다. 실리콘 고무의 안전성에 대한 의문은 포괄적인 과학적 연구를 시작했습니다. 광범위한 연구 결과 실리콘 고무는 생체 적합성 및 독성이 없는 것으로 나타났습니다.
이러한 특성은 식품 산업 및 의료 분야에 적용될 때 필수적인 요소로 간주됩니다. 안전을 보장하기 위해 규제 기관에서 고안한 규정과 안전 표준이 시행되고 준수됩니다. 그러나 실리콘 고무를 생산하고 폐기할 때 해결해야 할 환경 문제가 있습니다. 실리콘 고무는 침출 및 안정성에 대한 우려를 없애고 다양한 용도로 사용하기에 안전한 것으로 입증되었습니다.
실리콘 고무의 기초
주로 실리콘 고무는 다음과 같은 원자로 구성됩니다.
- 실리콘
- 탄소
- 산소
- 수소
실리콘 고무는 기본적으로 합성 엘라스토머이며 중합 공정을 통해 생산됩니다. 이러한 공정에는 필요한 특성을 얻기 위해 실리콘과 다양한 첨가제를 조합하는 과정이 포함됩니다. 이러한 특성은 내화학성, 유연성, 내열성 등의 형태로 나타납니다. 실리콘 고무의 분자 구조에는 실리콘과 산소 결합이 존재합니다. 이 결합은 다음과 같은 두 가지 중요한 특성을 제공합니다.
- 탄력성
- 유연성
이러한 특성은 가정용품, 주방용품, 자동차 씰, 의료 기기 등에 활용되는 기본적인 이유입니다.
실리콘 고무의 화학 및 구성에 대한 이해(기본)
실리콘 고무의 구성과 화학은 다음과 같은 전통적인 고무 소재와 다릅니다.
- 스티렌 부타디엔 고무
- 천연 고무.
실리콘 고무의 특성과 성질은 분자 구조에 의해 결정됩니다.
실리콘 고무 조성물
실리콘 고무의 구성을 구성하는 세 가지 주요 부분이 있습니다.
- 실리콘 백본
실리콘 백본에서는 실리콘과 산소 원자가 번갈아 가며 고분자 사슬을 형성합니다. 이 백본에는 다음과 같은 특징이 있습니다.
- 높은 안정성
- 화학적 공격에 대한 내성
- 실리콘 고무 내구성 제공
- 유기 그룹
실리콘 고무의 구성에는 실리콘 고무의 특성과 특성을 정의하고 부여하는 유기 그룹이 있습니다. 이러한 그룹에는 메틸기와 페닐기가 포함됩니다. 이 그룹은 실리콘 고무의 원자 구조에서 실리콘 원자에 부착되어 있습니다. 각 그룹은 다음과 같은 특정 기능을 제공합니다.
- 페닐기는 산화에 대한 저항성과 열 안정성을 높입니다.
- 메틸기는 실리콘 고무의 저온 성능과 유연성을 향상시킵니다.
- 교차 연결
가교 결합은 경화 과정에서 이루어지는 실리콘 고무의 매우 중요한 현상입니다. 따라서 실리콘 고무에서 개별 폴리머 사슬은 화학 결합을 통해 서로 연결됩니다. 가교 과정은 다음과 같은 측면을 향상시킵니다.
- 강도
- 탄력성
- 응력이 가해졌을 때 변형에 대한 내성
경화 과정에서 실리콘을 처리하는 데 사용되는 특정 경화제가 있습니다.
- 과산화물 경화 실리콘용 과산화물
- 추가 경화 실리콘용 백금 촉매
실리콘 고무의 합성 공정
실리콘 고무의 합성 과정은 다음 네 단계로 이루어집니다.
- 원자재
실리카 모래는 이산화규소를 제공하는 기본 원료입니다. 그 후 일련의 화학 반응을 통해 이산화규소에서 실리콘을 회수합니다. 그런 다음 이 실리콘을 추가로 가공하여 실록산 단위를 생산합니다. 그런 다음 궁극적으로 실리콘 폴리머의 백본은 이 실록산 단위로 형성됩니다.
- 중합 프로세스
이 과정에서 원료는 긴 사슬과 교차 연결된 구조를 가진 폴리머로 변환됩니다. 산소 원자는 실리콘 원자와 결합하여 실록산 단위를 생성합니다. 실리콘 원자와 결합된 페닐 또는 메틸 유기기는 실록산 단위의 변형을 수행하는 데 사용됩니다. 그 후 이 실록산 단위는 중합되어 네트워크 형태의 긴 사슬을 생성합니다.
- 첨가제
필요한 특성을 얻기 위해 첨가제를 첨가합니다. 그러나 강화 필러로 사용되는 카본 블랙과 실리카는 다음과 같은 기능을 제공합니다.
- 열에 대한 안정제
- 자외선에 대한 내성
- 기계적 강도를 높이려면
- 색상을 위한 안료
- 경화 단계
실리콘 고무의 배합이 완료되면 경화 공정이 수행됩니다. 경화 공정은 실리콘 고무의 최종 엘라스토머 형태를 얻기 위해 수행됩니다. 일반적으로 채택되는 경화 방법에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 열 경화 방식(실리콘 혼합물에 열을 가하여 경화제가 활성화되는 방식)
- 상온 가황 경화 방식(공기 중의 수분이 경화 과정을 시작합니다).
실리콘 고무의 중요하고 중요한 특성
실리콘 고무는 매우 독특한 특성과 특성을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 다양한 용도로 활용하기에 매우 적합합니다. 다음은 실리콘 고무의 주요 특성입니다.
- 화학 물질에 대한 내성이 뛰어납니다.
- 무독성 및 생체 적합성
- 뛰어난 내열성 및 내온성
- 내후성, 오존 및 자외선에 대한 우수한 내성
- 높은 탄력성과 유연성
- 우수한 전기 절연체
- 뛰어난 내구성 및 높은 찢김 방지
- 낮은 표면 에너지로 인한 비점착성
- 복잡하고 복잡한 제품을 쉽게 가공할 수 있습니다.
- 투명하게 공식화할 수 있는 기능
실리콘 고무의 안전성에 대한 의문- 실리콘은 안전한가요?
실리콘 고무는 다양한 특성으로 인해 인기가 있지만 안전한 사용과 관련된 몇 가지 우려가 있습니다. 이러한 의심과 우려는 다음과 관련이 있습니다.
불순물 및 첨가물
실리콘 고무의 특정 배합을 달성하기 위해 첨가되는 특정 첨가제와 불순물이 있습니다. 이러한 일반적인 배합은 성능을 향상시키고 필요한 특성을 얻기 위해 형성됩니다. 그러나 다른 한편으로 이러한 첨가제는 독성 및 환경에 악영향을 미치는 원인이 될 수 있습니다. 따라서 제조업체가 이러한 첨가제를 취급할 때 안전 규정과 표준을 준수하는지 확인하는 것이 중요합니다. 규제 당국이 이러한 첨가제의 안전한 사용을 위해 고안한 제한을 준수해야 합니다. 일반적으로 다음과 같은 첨가제가 사용됩니다.
- 안료
- 촉매제
- 가소제
- 안정제
- 필러
유기 화합물 방출
경화 과정에서 특정 화합물이 방출된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이러한 화합물은 본질적으로 유기물이며 휘발성이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 솔벤트
- 경화 반응의 생성물별
- 제조 공정에서 발생하는 화학물질 잔류물
제조 과정에서 이러한 화합물이 방출되면 다음과 같은 장기간 노출로 인해 인체 건강에 다양한 위험을 초래할 수 있습니다.
- 호흡기 자극
- 천식 악화
- 장기적으로 건강에 미칠 수 있는 다양한 잠재적 영향
추출물 및 침출물
실리콘 고무는 식품 산업 및 의료 부문의 품목을 생산하는 데 사용됩니다. 실리콘 고무는 소량의 다음 물질을 주변 환경으로 방출할 수 있다는 점을 언급하는 것이 적절합니다.
- 미반응 단량체
- 첨가제
- 불순물
이러한 물질을 침출물 또는 추출물이라고 하며, 이러한 물질의 안전성은 이 두 가지 매개변수를 기반으로 합니다.
- 방출된 물질의 화학적 특성
- 노출 수준
식품 및 의료 분야에서 실리콘 고무의 사용을 고려할 때 이러한 방출 물질에 대해 규제 당국이 설정한 노출 한도를 준수하는 것이 중요합니다.
생체 재료로서의 적용 가능성
실리콘 고무는 생체 적합성이 있지만, 아래에 언급된 것처럼 생체 재료로 실리콘 고무를 사용하는 것과 관련하여 여전히 우려되는 부분이 있습니다.
- 염증 발생 가능성
- 조직 반응 가능성
- 실리콘 소재에 대한 신체의 면역 반응
위에서 언급한 의심과 우려를 해소하기 위해 의료용 실리콘은 일련의 테스트를 거쳐 인증을 획득하여 생체 재료 응용 분야에서 실리콘 고무의 안전한 사용을 보장합니다.
환경에 미치는 영향
일반적으로 실리콘 고무는 무독성 및 불활성 물질로 간주되지만 환경에 미치는 영향과 관련된 특정 우려가 있습니다. 이와 관련된 주요 문제는 다음과 같은 이유로 인해 실리콘이 환경에 지속적으로 낭비된다는 것입니다.
- 실리콘 고무는 안정적입니다.
- 실리콘 고무는 생분해성에 대한 내성을 보여줍니다.
환경에 대한 이러한 부정적 영향은 아래 언급된 단계를 준수함으로써 예방하거나 최소화할 수 있습니다.
- 효과적인 폐기 관행 최적화
- 재활용 프로세스 개선
표준 및 규정 준수
이는 실리콘 고무의 안전한 사용에 있어 가장 기본적이고 중요한 문제입니다. 실리콘 고무 제품의 엄격한 품질 관리는 필요한 안전성을 확보하기 위해 제조 공정 전반에 걸쳐 필요합니다. 규제 당국이 고안한 표준과 규정을 엄격하게 이행하고 준수해야 합니다. 이는 다음을 보장하기 위한 필수 사항입니다.
- 불순물이 지정된 수준보다 높지 않음
- 첨가제는 지정된 수량을 초과하지 않습니다.
- 배출량이 지정된 값보다 높지 않습니다.
실리콘 고무의 안전한 응용 분야
실리콘 고무는 고유한 특성으로 인해 많은 유명 분야에서 안전하게 사용할 수 있습니다. 실리콘 고무의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
의료 부문
실리콘 고무는 생체 적합성 특성으로 인해 의료 및 헬스케어 분야에서 활용하기에 매우 적합한 것으로 간주됩니다. 이러한 활용에는 두 가지 기본적인 이유가 있습니다.
- 인체는 실리콘 고무를 잘 견딥니다.
- 면역 반응이 유발되지 않음
의료용 임플란트 및 의료 기기에서 실리콘 고무의 활용은 아래에 언급되어 있습니다.
- 조인트 교체
- 심박 조율기 절연
- 유방 보형물과 같은 연조직 보형물
- 인공수정체와 같은 안구 임플란트
- 카테터
- 호흡기 튜브와 같은 튜브
- 수유 튜브
- 상처 배수구
- 호흡기 마스크(실리콘 고무가 제공하는 박테리아 증식에 대한 저항성, 유연성 및 내구성 특성으로 인해)
식품 산업 및 요리 분야
FDA와 같은 규제 기관은 실리콘 고무를 식품과 접촉하는 용도로 사용할 수 있도록 승인했습니다. 이러한 종류의 확실한 승인은 식품 관련 제품 및 주방 용품에 실리콘 고무를 사용하는 기반을 제공했습니다.
다음은 조리 기구, 식품 보관 및 베이킹 용품에 사용되는 실리콘 고무의 주요 용도입니다.
- 실리콘 주걱
- 거품기, 베이킹 몰드
- 요리용 브러시(내열성, 달라붙지 않는 특성, 세척 용이성 등)
- 실리콘 베이킹 매트
- 컵케이크 라이너
- 아이스 큐브 트레이
- 식품 보관 용기(가정 및 상업용 주방에서 일반적으로 사용됨)
소비자 제품
실리콘 고무는 안전성과 함께 내구성을 제공하기 때문에 소비재에서도 활용도가 높습니다. 주로 아래와 같이 퍼스널 케어 제품, 스킨 케어 제품, 유아용품에 사용됩니다.
- 실리콘 젖병 젖꼭지
- 젖꼭지
- 치발기 장난감(실리콘은 저자극성이며 BPA 및 프탈레이트와 같은 유해하고 위험한 화학 물질이 전혀 없기 때문에 안전성을 위해 선택됩니다)
- 페이셜 클렌징 브러쉬
- 메이크업 어플리케이터(다양한 제품)
- 헤어 케어 도구(부드러운 터치와 손쉬운 청소가 가능하기 때문에)
엔지니어링 및 산업 애플리케이션
실리콘 고무는 우수한 기계적 특성을 지니고 있으며 수많은 산업 및 엔지니어링 응용 분야에서 활용되고 있습니다. 실리콘 고무가 제공하는 신뢰성과 안전성을 고려하여 주로 자동차, 단열 및 밀봉 분야의 다음 응용 분야에 사용됩니다.
- 씰 및 개스킷
- O-링
- 스파크 플러그 부츠(실리콘 고무는 내구성과 함께 자동차 유체에 대한 저항력을 제공하기 때문에)
- 호스
- 전기 부품의 절연(실리콘은 극한의 온도, 자외선 노출 및 풍화에 대한 복원력을 제공하므로)
결론
실리콘 고무는 여러 응용 분야에서 안전하다고 간주할 수 있는 몇 가지 중요하고 중요한 특성과 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성에는 내구성, 생체 적합성, 유지 관리 용이성 및 화학 물질에 대한 내성이 포함됩니다. 실리콘 고무의 적용 범위는 의료, 식품, 자동차 등 다양한 분야에 걸쳐 있습니다. 규제 기관은 모든 단계에서 안전 표준 및 규정을 이행하여 실리콘 고무의 안전성을 보장합니다. 적절한 배합과 고안된 표준 및 지침을 준수하면 안전한 실리콘 고무를 생산할 수 있습니다.
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