NBR과 HNBR은 오일과 연료에 접촉하는 씰·호스·가스켓에서 널리 사용되는 대표적인 내유성 합성고무입니다.
두 소재는 기본 골격이 비슷하지만 ACN 함량과 수소화 정도에 따라 내유성, 저온성, 내열성과 동적 내구성이 달라집니다. 이번 글에서는 NBR의 ACN 함량과 내유성, HNBR의 수소화 구조와 내열성, 오일씰·호스·타이밍벨트용 소재 선정 기준을 살펴보겠습니다.
NBR ACN 함량과 내유성｜저온성·가공성은 어떻게 달라질까?
NBR은 Acrylonitrile Butadiene Rubber의 약자로, 아크릴로니트릴(ACN)과 부타디엔을 저온 유화중합해 제조하는 합성고무입니다. LG화학은 NBR의 주요 특성으로 내유성·내마모성·가공성과 혼화성을 제시하며 연료호스, 패킹, 롤러, 자동차 부품과 PVC 개질재에 사용한다고 설명합니다.
NBR 물성을 좌우하는 핵심 변수는 ACN 함량입니다. ACN이 증가하면 고무의 극성이 높아져 광유, 그리스와 연료 같은 비극성 유체에 대한 팽윤 저항과 가스차단성이 개선되는 경향이 있습니다. 반면 유리전이온도가 높아져 저온 유연성과 탄성회복에는 불리할 수 있습니다. ARLANXEO도 니트릴계 고무에서 ACN 함량이 높아질수록 오일·지방·연료에 대한 저항성이 높아진다고 설명합니다.
따라서 고ACN NBR이 항상 상위 Grade인 것은 아닙니다. 연료호스나 오일씰처럼 내유성이 핵심이면 고ACN 제품이 유리할 수 있지만, 한랭지역의 저온 씰이나 유연한 다이어프램은 중·저ACN Grade가 적합할 수 있습니다. 같은 ACN 함량이라도 Mooney 점도, 분자량분포와 가황계에 따라 혼련성·압출성·압축영구변형이 달라집니다.
ZEON의 Nipol NBR 제품군은 범용부터 특수 Grade까지 구성되며 내유성·내열성·내약품성과 비용의 균형이 필요한 씰·호스·산업부품에 적용됩니다. 제조사는 일부 NBR 제품의 내열 적용 범위를 약 125℃ 수준까지 제시하지만, 이는 Grade와 배합·사용유체·수명조건에 따라 달라지는 참고값입니다.
HNBR 수소화 구조와 내열성｜NBR보다 무엇이 개선될까?
HNBR은 Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber의 약자로 NBR의 부타디엔 이중결합을 선택적으로 수소화한 고성능 합성고무입니다. 수소화하면 주사슬의 불포화 결합이 감소해 열·산소·오존에 의한 열화가 억제되고, 내열성·기계적 강도·내마모성과 장기 동적 내구성이 개선됩니다.
NBR과 HNBR의 가장 큰 차이는 단순한 Grade 차이가 아니라 분자사슬의 수소화 여부입니다. NBR은 우수한 내유성과 경제성이 강점이고, HNBR은 수소화를 통해 내열성·내오존성·장기 내구성을 높여 고온 씰과 타이밍벨트 같은 고성능 부품에 적합합니다.
이미지에서 볼 수 있듯 HNBR은 NBR의 장점을 그대로 유지하면서 모든 성능이 무조건 향상된 소재는 아닙니다. 실제 적용에서는 ACN 함량, 수소화도, 가황계와 사용유체에 따라 저온성·팽윤·압축영구변형이 달라지므로 Grade별 TDS와 침지시험을 함께 확인해야 합니다. 특히 오일씰과 O-ring은 초기 인장강도보다 실제 유체 속 장기 체적변화와 밀봉력 유지가 더 중요한 평가항목입니다.
ARLANXEO의 Therban HNBR은 높은 온도와 유체 저항이 동시에 필요한 분야를 대상으로 하며, 우수한 내유성과 고온 성능, 동적 특성을 주요 장점으로 제시합니다. ACN 함량에 따라 오일·연료 저항성이 달라지는 기본 원리는 HNBR에서도 유지됩니다.
ZEON의 Zetpol HNBR도 장기간의 고온 노출, 오일·연료와 마모 환경에 대응하는 특수 엘라스토머로 소개됩니다. 제조사 자료에서는 제품군에 따라 약 160℃의 장기 고온 환경을 고려할 수 있으며 자동차 씰, O-ring, 타이밍벨트와 산업용 부품에 적용됩니다.
다만 HNBR이 모든 조건에서 NBR을 대체하는 것은 아닙니다. HNBR은 원료가격과 배합비가 높고, 높은 강도와 점도로 인해 혼련·성형조건이 달라질 수 있습니다. 일반 온도에서 사용하는 산업용 패킹이나 경제성이 중요한 부품은 NBR로 충분할 수 있습니다.
| 비교 항목 | NBR | HNBR |
| 기본 구조 | ACN·부타디엔 공중합체 | NBR의 이중결합을 수소화 |
| 핵심 강점 | 내유성·가공성·경제성 | 내유성+내열·내오존·동적 내구성 |
| 저온성 | ACN 함량에 크게 영향 | Grade별 차이 큼 |
| 고온수명 | 일반 산업조건에 적합 | 더 높은 온도·장기 노화에 유리 |
| 대표 용도 | 패킹·롤러·일반 오일씰·호스 | 타이밍벨트·고온 씰·유전 장비 |
오일씰·연료호스·타이밍벨트 소재 선정｜NBR과 HNBR 중 무엇을 선택할까?
오일씰과 O-ring에서는 단순한 인장강도보다 유체 속에서의 체적변화, 경도변화와 압축영구변형을 확인해야 합니다. 같은 NBR이라도 엔진오일, ATF, 연료, 그리스와 냉매오일에 대한 팽윤 거동이 다르므로 실제 유체를 사용한 침지시험이 필요합니다. 연료에 바이오성분이나 첨가제가 포함되면 기존 시험유와 다른 결과가 나올 수도 있습니다.
연료호스에서는 내유성뿐 아니라 연료투과, 굴곡피로, 층간접착과 외부 오존환경을 함께 봐야 합니다. NBR을 내층에 사용하고 외층에 내후성이 높은 다른 고무를 조합하는 다층 구조도 고려할 수 있습니다. 반면 고온 엔진룸의 씰과 타이밍벨트는 열노화와 반복 동적하중이 커 HNBR의 가치가 높습니다. ZEON은 Zetpol HNBR을 자동차 타이밍벨트와 고내구 씰에 적용하는 대표 소재로 설명합니다.
실무자의 인사이트: "NBR·HNBR 선정은 최고 내열온도보다 실제 유체 속 장기 팽윤과 압축영구변형을 먼저 봐야 합니다."
석유화학 분야의 시장개발, 고객 기술지원과 B2B 마케팅 업무를 수행하며 확인한 점은 고객이 요구하는 ‘내유성’이 하나의 시험값이 아니라는 것입니다. 초기 침지 24시간에는 문제가 없어도 온도와 시간이 증가하면 체적·경도·인장물성 변화가 급격히 커질 수 있습니다.
저는 접촉유체 → 사용온도 → 압력·압축률 → 정적·동적하중 → 저온조건 → ACN 함량 → 가황계 → 가공법 → 원가·공급 안정성 순으로 Grade를 검토할 것을 권합니다. HNBR로 바꾸는 것만으로 기존 불량이 해결된다고 단정하지 말고 금속 접착, 금형조건과 가황도까지 포함해 시스템으로 평가해야 합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
NBR과 HNBR의 가장 큰 차이는 무엇인가요?
HNBR은 NBR의 부타디엔 이중결합을 수소화해 내열성·내오존성과 장기 동적 내구성을 높인 소재입니다.
ACN 함량이 높을수록 NBR이 좋은가요?
내유성과 가스차단성에는 유리하지만 저온 유연성에는 불리할 수 있습니다. 접촉유체와 최저 사용온도를 함께 고려해야 합니다.
자동차 오일씰에는 무조건 HNBR을 사용해야 하나요?
아닙니다. 사용온도와 유체가 일반적이고 원가가 중요하면 NBR로 충분할 수 있습니다. 고온·장수명·고동적 조건에서 HNBR의 장점이 커집니다.
NBR은 실외에서 사용할 수 있나요?
가능하지만 오존·자외선과 날씨에 대한 내구성은 EPDM 등보다 제한적입니다. 노화방지제와 외층 구조를 포함한 배합 설계가 필요합니다.
HNBR도 연료에 팽윤될 수 있나요?
가능합니다. HNBR도 ACN 함량, 가황계와 연료 조성에 따라 체적변화가 발생하므로 실제 유체 침지시험이 필요합니다.
함께 읽으면 좋은 글
참고문헌
- NBR의 구조·내유성과 주요 용도
LG화학, NBR—Nitrile Butadiene Rubber. 저온 유화중합, 내유·내마모·가공성과 호스·패킹·롤러 적용 정보를 제공합니다. - NBR 특수 Grade와 온도·유체 저항
ZEON Chemicals, Nipol NBR. 범용·특수 NBR의 내유·내열·내약품성과 산업 적용을 소개합니다. - HNBR의 ACN 함량·내유·고온 특성
ARLANXEO, Therban HNBR. ACN 함량에 따른 극성과 오일 저항, 고온·동적 특성을 설명합니다. - 자동차용 HNBR와 고온 내구성
ZEON Chemicals, Zetpol HNBR. 고온·오일·마모 환경의 자동차 씰, O-ring과 타이밍벨트 적용을 제공합니다.
최초 발행일: 2026년 9월 6일
최종 업데이트: 2026년 9월 6일
'폴리머 소재 (Materials) > 합성고무·엘라스토머' 카테고리의 다른 글
| 타이어 고무 SBR·BR 완벽 정리｜ESBR과 SSBR의 차이, 고시스 BR 특징 (0) | 2026.09.04 |
|---|---|
| 합성고무 완벽 정리｜SBR BR NBR EPDM CR 특징 및 산업용 소재 선정 (0) | 2026.09.04 |
| POE 심화 가이드｜메탈로센 구조·PP 충격보강·태양광 봉지재와 Grade 선정 (0) | 2026.08.01 |
