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14. 저온 물성 변화

저온에 의한 일부 물성 변화는 열평형을 이룬 후, 곧 발생되고 또 다른 물성들의 변화는 지속적인 노출 후에 생기게 된다.

온도가 낮아지면 경도, 모듈러스, 인장강도, 압축줄음은 증가하고 신장율은 떨어진다.반발탄성은 가죽과 같은 상태(leathery state)인 최저점에 도달한 후, 다시 증가하기 시작하여 강철 탄성을 나타낸다.종국에는 고무는 유리와 같이 깨지기 쉬운 상태가 되는데 이 단계의 온도를 유리전이온도(glasstransition temperature, Tg)라 한다.

장기간의 노출에 의해 다음의 두 가지의 물성 변화 즉, 고분자의결정화(crystal-lization) 및 가소제의 분리가 일어난다.고분자의 결정화는 분자 격자의 방향성과 관계가 있는데 장기간 방치 후에 만이 명백하게 나타난다.방치하는 온도와 고무 재료의 조성에 따라 그 기간은 몇 일, 몇 주일 또는 몇 달이 걸리기도 한다.

특히 NR 및 CR은 결정화가 될 경향을 초기부터 가지고 있다.대부분의 고무들은 결정화가 일어나는 특정한 온도를 가지고 있다.변형되지 않은 상태에서 각 고무들의 결정화 온도는 CR은 -10℃, NR은 -25℃, IIR은 -5℃, AU는 -10℃, MQ는 -55℃ 부근에서 나타난다.이 온도 이상이나 이하에서는 결정화가 천천히 일어난다. 그러나 응력이 고무에 걸리면 그 결정화 속도가 빨라진다.많은 고무들은 신장시에 결정화가 일어난다.저온에서의 결정화는 강성을 증가시키고 탄성을 잃게는 하지만 반드시 취성(brittle)으로 나타나지는 않는다.

잦은 움직임을 받는 고무 부품은 이들 운동에 의해 생기는 열이 결정들을 녹이기 때문에 저온 결정화가 큰 문제는 되지 않는다.그러나 정적인 용도에서 변형 결정화를 보이는 고무들은 저온에서 장기간 방치하면 결정화가 일어난다.

-40℃ 정도의 아주 낮은 온도에서 장기간 방치할 때 일부 가소화된 고무는 뻣뻣해지고 때로는 통상의 취화온도(brittleness point) 보다 높은 온도에서 깨지는 경향이 있다.이러한 "가소제-시간효과(plasticizer-timeeffect)"는 특정한 가소제를 아주 많이 함유한 고무 컴파운드에서 유의해야 하며, 그것은 가소제의 고무에 대한 제한된 용해도 때문에 나타나는 것으로 알려져 있다.정상 온도에서 그러한 가소제는 고무에 용해된다.그러나 저온에서 장기간 방치하면 가소제의 상용성이 떨어지고 그 일정량은 고무 컴파운드에서 분리된다. 이 분리된 가소제는 더 이상 가소제로서의 역할을 하지 못한다.내유성이 양호한 많은 고무들은 비내유성 고무보다는 저온성이 떨어진다.일부 내유성 고무의 저온 거동은 저온 가소제를 고무 배합에 첨가함으로서 어느 정도 개선시킬 수 가 있다.그러나 가소제를 이용한 저온유연성의 개선은 고온에서의 가소제 휘발 또는 사용 용액에 용해되어 결과적으로 제품의 수축이 일어나는 위험을 가져올 수 있다는 것을 알아야 한다.연료나 유기 용제 같은 특정한 액체에서는 추출에 따른 가소제의 손실이 그 유체에 의해 보정되기도 한다.

15. 전기적 및 정전기적 특성

고무는 상대적으로 높은 전기 저항을 가지고 있는 양호한 절연체로서 비극성 고무(비내유성 고무)가 극성고무(내유성 고무)보다 더 양호하다.고무 컴파운드의 전기적 특성은 원료고무 그 자체보다는 고무 배합제가 더 큰 영향을 미친다.만일 높은 전기 절연성이 필요하다면 카본블랙을 사용해서는 안된다. 이러한 경우에는 실리콘 고무가 최적이다.

충분한 양의 그라파이트(graphite), 특수 카본블랙, 일부 극성을 지닌 금속 분말을 고무 재료에 첨가함으로써 활성적인 전기 전도체로만들 수 있다.그러나 이러한 방법으로 얻을 수 있는 전기 전도도 라도 금속의 전기 전도도 에는 못 미친다.

절연체와 전도체를 분명하게 구분할 수는 없다.일반적으로 전기저항이 104 Ω 이하인 것은 전도, 104~108 Ω인 경우에는 반도(antistatic)라 하고 그 이상을 나타내면 절연이라 하며 최고 한계는 1016 Ω이다.

호스, 벨트, 신발, 병원 수술실용품 등 대다수의 고무 제품은 정전기에 의한 전하 발생을 억제하기 위하여 충분한 전기 전도성을 요구하고 있다.절연체 또는 전도체로 사용되는 것 이외에 고무는 전기적 특성을 양호하게 유지시키는 능력을 가지고 있어야 한다.그러한 이유로 열, 습도, 외부 기후 등을 포함한 다른 요인에 대한 저항성들이 전기적 특성과 관련 지어 고려되어야 하기 때문이다.

16. 화학적 특성

고무의 물리적 특성은 영구적인 특성이 아니다.태양광, 산소, 오존, 열, 높은 습도, 방사선 같은 것들은 고무 컴파운드들의 초기 양호한 물성들을 빼앗아 가 버린다.

고무 제품을 열화 시키는 다른 요인은 각종 연료, 오일, 용제, 냉매, 산, 알카리 등과 같은 유체에의 노출이다. 이와 같은 열화에 영향을 주는 인자들에 대한 반응은 기본 원료고무의 종류와 배합제에 따라 크게 변화한다.악조건 하에서 고무는 아주 짧은 시간 내에 사용 불가능하게 될 수도 있기 때문에 저항성이 있는 고무 재료를 잘 선택하여 사용하는 것이 중요하다.