SBR과 BR은 타이어를 비롯한 고무제품에서 가장 널리 사용되는 대표적인 디엔계 합성고무입니다.
두 소재는 모두 부타디엔을 기반으로 하지만 SBR은 스티렌을 함께 사용하고, BR은 부타디엔의 미세구조와 촉매 설계에 따라 성능을 조절합니다. 이번 글에서는 SBR의 특징과 ESBR·SSBR 차이, 고시스 BR의 반발탄성·내마모성, 타이어 고무 배합과 Grade 선정 기준을 살펴보겠습니다.
SBR 특징과 ESBR·SSBR 차이｜중합방식이 타이어 성능을 어떻게 바꿀까?
SBR은 Styrene Butadiene Rubber의 약자로 스티렌과 1,3-부타디엔을 공중합한 합성고무입니다. 스티렌은 강성·마모특성과 가공 안정성에 영향을 주고, 부타디엔은 탄성과 저온 거동을 담당합니다. 실제 물성은 스티렌 함량뿐 아니라 부타디엔의 1,2-비닐·1,4-결합 비율, 분자량과 분자량분포에 따라 달라집니다.
SBR은 중합방식에 따라 ESBR과 SSBR로 구분합니다. ESBR은 유화중합으로 생산하며 가공성이 안정적이고 경제성이 좋아 일반 타이어, 컨베이어벨트, 케이블, 산업용 호스와 방진부품 등에 폭넓게 사용됩니다. Synthos도 ESBR의 대표 용도로 타이어와 산업용 고무제품을 제시합니다. (Synthos)
SSBR은 유기리튬 촉매를 이용한 용액중합 방식으로 제조합니다. 분자구조, 스티렌 함량과 비닐 함량을 비교적 정밀하게 조절할 수 있고, 말단 기능화 기술을 적용해 실리카와 고무 사이의 상호작용을 높일 수 있습니다. LG화학은 SSBR의 주요 강점으로 연비성능, 제동성능, 내마모성과 기계적 물성을 제시하며 친환경·고성능 타이어에 적용한다고 설명합니다. ARLANXEO 역시 S-SBR을 저구름저항과 고성능 실리카 충전 트레드용 핵심 소재로 소개합니다.
실무적으로 ESBR이 저급이고 SSBR이 무조건 상위 소재인 것은 아닙니다. 일반 산업용 제품이나 가공 안정성과 원가가 중요한 타이어 부품에서는 ESBR이 경쟁력 있을 수 있습니다. SSBR은 젖은 노면 제동, 구름저항과 마모를 동시에 조절해야 하는 트레드에서 가치가 커지지만, 실리카 분산·실란 반응과 혼련조건까지 적합해야 기대성능을 구현할 수 있습니다.
고시스 BR 특징｜반발탄성·내마모성·저온성이 우수한 이유
BR은 Butadiene Rubber 또는 Polybutadiene Rubber로 부르며 1,3-부타디엔을 용액중합해 제조합니다. 같은 부타디엔 고무라도 분자사슬 안의 시스-1,4, 트랜스-1,4와 1,2-비닐 구조 비율에 따라 탄성·결정화·가공성과 저온특성이 달라집니다.
타이어용으로 널리 사용되는 고시스 BR은 시스-1,4 구조의 비율이 높은 제품입니다. LG화학은 BR의 주요 특성으로 내마모성, 내굴곡성, 반발탄성과 내한성을 들며 타이어, 신발과 골프공 등에 사용한다고 설명합니다. Synthos의 Nd-BR은 네오디뮴 촉매로 제조되며 시스 함량이 약 97%인 고시스 폴리부타디엔으로, 타이어 트레드와 사이드월 배합 및 기술고무제품에 사용됩니다.
고시스 구조가 많은 BR은 유리전이온도가 낮아 저온에서도 유연성을 유지하기 쉽고, 변형 후 에너지 손실이 비교적 작아 높은 반발탄성을 나타냅니다. 이는 타이어가 회전하면서 반복적으로 찌그러지고 복원될 때 발생하는 열과 에너지 손실을 줄이는 데 유리합니다. 또한 반복 굴곡과 마모에 강해 트레드·사이드월·비드 주변 배합의 성능을 보완합니다.
BR은 촉매에 따라 Nd-BR, Ni-BR, Co-BR와 Li-BR 등으로 구분될 수 있습니다. ARLANXEO도 BR 제품군을 촉매계에 따라 세분화하며 타이어의 그립, 연비와 수명 간 균형을 조절하는 소재로 설명합니다. 그러나 BR은 단독으로 사용하면 가공성, 인열특성이나 젖은 노면 제동에서 한계가 생길 수 있어 실제 타이어에서는 천연고무 또는 SBR과 혼합하는 경우가 많습니다.
SBR과 BR은 모두 타이어용 대표 합성고무지만, 역할은 서로 다릅니다. SBR은 내마모성·가공성과 젖은 노면 제동 성능을 조절하는 데 유리하고, 고시스 BR은 높은 반발탄성·저온성·내굴곡성을 바탕으로 타이어 배합의 에너지 손실과 반복 변형 특성을 보완합니다.
이미지에서 볼 수 있듯 SBR과 BR은 경쟁 소재라기보다 서로 다른 성능을 보완하는 조합에 가깝습니다. SBR은 타이어 트레드의 마모·제동과 점탄성 설계에 유리하고, BR은 낮은 유리전이온도와 높은 시스 구조를 바탕으로 반발탄성·저온 유연성과 반복 굴곡 특성을 강화합니다. 따라서 실제 Grade 선정에서는 단독 물성보다 블렌드 비율, 실리카·카본블랙 종류, 오일 익스텐션과 가황조건까지 함께 검토해야 합니다.
타이어 고무 배합과 소재 선정｜SBR·BR을 왜 함께 사용할까?
타이어 배합은 특정 고무 하나의 최고 물성을 선택하는 작업이 아닙니다. 트레드에는 젖은 노면 제동, 마모수명, 구름저항과 저온성의 균형이 필요하고, 사이드월에는 반복굴곡·내피로성과 내오존성이 중요합니다. 따라서 동일한 타이어 안에서도 부품별로 서로 다른 SBR·BR 조합과 충전재·가황계가 사용됩니다.
SBR은 스티렌·비닐 구조를 조절해 제동과 점탄성 특성을 설계하기 좋고, BR은 높은 반발탄성과 내마모·저온성을 보완합니다. 기능화 SSBR은 실리카와의 결합을 개선해 구름저항과 마모를 줄이면서 젖은 노면 성능을 조정하는 방향으로 개발되고 있습니다. Synthos는 기능화 SSBR을 에너지효율·내마모성과 타이어 마모입자 저감에 대응하는 제품으로 소개합니다.
실무자의 인사이트: “SBR과 BR은 물성표의 단독 성능보다 충전재·가황계와 함께 배합됐을 때의 점탄성 균형으로 선정해야 합니다.”
제가 석유화학 회사에서 다년간 시장개발, 고객 기술지원 업무를 하며 느낀 점은 고객이 요구하는 “연비가 좋은 고무”나 “마모가 적은 고무”를 단일 Grade로 해결하기 어렵다는 것입니다. SSBR의 분자구조가 우수해도 실리카 분산이 불량하면 제동과 구름저항이 기대에 미치지 못하고, 고시스 BR 비율을 과도하게 높이면 젖은 노면 성능이나 혼련 가공성이 불리해질 수 있습니다.
저는 SBR·BR을 검토할 때 타이어 부위 → 목표 Tg·점탄성 → 스티렌·비닐 함량 → BR 시스 함량 → 충전재 종류 → 오일 익스텐션 → Mooney 점도 → 혼련·가황조건 → 원가와 공급 안정성 순으로 요구조건을 정리할 것을 권합니다. 좋은 합성고무는 단독 시험값이 높은 소재가 아니라 고객의 실제 배합과 공정에서 목표 성능을 반복적으로 구현하는 소재입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
ESBR과 SSBR의 가장 큰 차이는 무엇인가요?
ESBR은 유화중합, SSBR은 용액중합으로 제조합니다. SSBR은 미세구조와 기능화를 정밀하게 설계하기 쉬워 고성능 실리카 타이어 트레드에 유리합니다.
SBR과 BR 중 어느 소재가 내마모성이 더 좋은가요?
두 소재 모두 내마모성이 우수하지만 조건에 따라 결과가 달라집니다. BR은 반복굴곡과 마모, 저온성에 강점이 있고 SBR은 제동·가공성과 종합적인 트레드 성능 설계에 유리합니다.
고시스 BR에서 시스 함량이 높을수록 무조건 좋은가요?
아닙니다. 높은 시스 함량은 반발탄성·저온성과 내마모성에 유리하지만 최종 배합의 가공성, 그립과 인열특성까지 함께 확인해야 합니다.
SSBR이 친환경 타이어 소재로 불리는 이유는 무엇인가요?
분자구조와 기능화를 통해 실리카와의 상호작용을 조절해 타이어의 구름저항과 마모, 젖은 노면 제동의 균형을 개선할 수 있기 때문입니다.
SBR과 BR은 타이어 외에 어디에 사용되나요?
SBR은 신발창, 컨베이어벨트, 호스, 케이블과 방진부품에 활용되며, BR은 신발·골프공·플라스틱 충격개질과 다양한 기술고무제품에 사용됩니다.
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참고문헌
1. 고성능 타이어용 SSBR
LG화학, SSBR — Solution Styrene Butadiene Rubber
리튬 촉매 용액중합 SSBR의 연비·제동·내마모성과 친환경 고성능 타이어 적용을 소개합니다.
2. BR의 내마모·반발탄성·저온특성
LG화학, BR — Butadiene Rubber
고시스 BR의 내마모성, 내굴곡성, 반발탄성, 내한성과 타이어·신발·골프공 용도를 설명합니다.
3. ESBR의 산업용 고무 적용
Synthos, ESBR — Emulsion Styrene Butadiene Rubber
ESBR의 타이어, 컨베이어벨트, 케이블, 호스와 자동차 방진부품 적용을 소개합니다.
4. 기능화 SSBR과 고성능 트레드
ARLANXEO, Solution-Styrene Butadiene Rubber
용액중합 S-SBR의 구조와 실리카 충전 저구름저항·고성능 타이어 트레드 적용을 설명합니다.
5. 고시스 BR과 촉매 기술
Synthos, High-cis Polybutadiene Rubber
네오디뮴 촉매로 제조한 약 97% 시스 BR의 트레드·사이드월 및 기술고무 적용 정보를 제공합니다.
최초 발행일: 2026년 9월 4일
최종 업데이트: 2026년 9월 4일
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