합성고무는 석유화학 모노머의 조합과 가교 설계를 통해 내마모성·내유성·내후성·내열성을 용도별로 구현하는 탄성 소재입니다.
천연고무보다 모든 성능이 우수한 것은 아니지만 타이어, 연료호스, 오일씰, 웨더스트립과 접착제처럼 특정 환경에 맞는 물성을 설계할 수 있다는 점이 강점입니다. 이번 글에서는 합성고무와 천연고무의 차이 및 가황 원리, SBR·BR·NBR·EPDM·CR의 특징, 타이어·호스·씰용 합성고무 선정 기준을 살펴보겠습니다.
합성고무와 천연고무 차이｜분자구조와 가황은 무엇인가?
천연고무는 고무나무에서 얻은 라텍스를 정제한 소재로 주성분은 시스-1,4-폴리이소프렌입니다. 높은 인장강도와 탄성, 반복 피로특성이 우수하지만 오일·오존·열과 장기간의 외부 노출에는 한계가 있어 사용환경에 따라 보호 배합이 필요합니다. 합성고무는 부타디엔, 스티렌, 아크릴로니트릴, 에틸렌·프로필렌과 클로로프렌 같은 모노머를 중합해 제조하며, 모노머 조성과 미세구조를 조절해 필요한 성능을 부여합니다.
고무가 원래 형태로 되돌아오는 이유는 길고 유연한 분자 사슬이 변형될 때 배열됐다가 하중이 사라지면 다시 불규칙한 상태로 돌아가기 때문입니다. 그러나 가교되지 않은 생고무는 열과 하중을 받으면 분자 사슬이 미끄러져 영구변형이 발생하기 쉽습니다. 이를 보완하는 공정이 가황입니다. 황이나 과산화물 등을 이용해 분자 사슬 사이에 가교점을 만들면 탄성회복, 강도와 내열성이 높아지고 최종 고무제품의 형상이 안정됩니다.
가황 후 고무는 일반 열가소성 플라스틱처럼 다시 녹여 성형하기 어렵습니다. 따라서 합성고무 제품의 성능은 원료고무뿐 아니라 카본블랙, 실리카, 오일, 가황제, 촉진제와 노화방지제를 포함한 배합 전체에 의해 결정됩니다. 같은 EPDM이나 NBR이라도 경도, 압축영구변형과 내열성이 서로 다른 이유입니다.
제가 여러 해 동안 소재 시장개발 업무를 하며 느낀 점은 고객이 말하는 “고무 종류”만으로 제품을 판단하기 어렵다는 것입니다. 실제 불량의 원인은 원료보다 가황상태, 충전재 분산, 배합비나 성형조건에서 발생하는 경우도 많기 때문에 Base Polymer와 Compound를 구분해 평가해야 합니다.
SBR·BR·NBR·EPDM·CR 차이｜대표 합성고무의 특징과 용도
SBR은 스티렌과 부타디엔의 공중합체로 경제성과 내마모성의 균형이 좋아 타이어와 신발창에 널리 사용됩니다. LG화학은 SSBR을 우수한 점탄성과 물성을 가진 고성능 타이어용 합성고무로 소개합니다. BR은 부타디엔을 용액중합한 고무로 반발탄성, 내마모성, 내굴곡성과 저온특성이 우수해 타이어와 충격 개질에 활용됩니다.
NBR은 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체입니다. 아크릴로니트릴 함량이 증가하면 일반적으로 내유성과 가스차단성은 좋아지지만 저온 유연성은 불리해질 수 있습니다. LG화학은 NBR의 높은 내유성을 기반으로 연료호스, 신발창, 자동차 부품과 PVC 개질재에 사용한다고 설명합니다.
EPDM은 에틸렌·프로필렌과 소량의 디엔으로 제조됩니다. 주사슬의 포화도가 높아 열·오존·날씨와 물에 대한 내구성이 강하며 자동차 웨더스트립, 냉각수 호스, 가스켓과 건축 방수재에 적합합니다. ExxonMobil의 Vistalon 제품군도 자동차 웨더실, 호스·씰, 지붕 시트와 산업용 부품을 주요 적용 분야로 제시합니다.
CR은 클로로프렌 고무로 내후성·내유성·난연성과 접착성의 균형이 좋습니다. Denka는 CR이 열·오존·오일·불꽃에 대한 저항성과 물성 균형을 갖춰 자동차 부품, 벨트, 호스, 전선, 웨트슈트와 접착제에 사용된다고 설명합니다.
합성고무는 모두 비슷해 보이지만, 실제로는 모노머 조성와 가황 구조에 따라 성능과 용도가 크게 달라집니다. 아래 인포그래픽은 합성고무의 기본 구조를 중심으로 SBR, BR, NBR, EPDM, CR의 대표 특성과 주요 적용 분야를 한눈에 이해할 수 있도록 정리한 것입니다.
이미지에서 보듯 합성고무는 모두 “고무”라는 공통점을 가지지만, 실제 산업에서는 내마모성, 반발탄성, 내유성, 내후성, 난연성처럼 서로 다른 강점으로 구분됩니다. 따라서 소재 선정은 단순히 고무 종류를 외우는 데서 끝나지 않고, 사용 온도·접촉 유체·실외 노출 여부·동적 하중 조건까지 함께 검토하는 방식으로 접근해야 합니다. 다음 글에서는 소재를 하나씩 살펴보겠습니다.
| 소재 | 핵심 강점 | 주요 한계 | 대표 용도 |
| SBR | 내마모성·경제성 | 내유·내오존성 제한 | 타이어, 신발창 |
| BR | 반발탄성·저온성 | 단독 가공성 검토 | 타이어, 골프공 |
| NBR | 내유성·가스차단 | 내후·저온성 검토 | 오일씰, 연료호스 |
| EPDM | 내후·오존·열·물 | 광유계 오일에 약함 | 웨더스트립, 냉각수 호스 |
| CR | 내후·난연·접착성 균형 | 원가·저온성 검토 | 벨트, 호스, 접착제 |
타이어·호스·씰용 합성고무 선정｜내유성·내후성·온도를 어떻게 볼까?
타이어에서는 하나의 고무만 사용하는 경우가 드뭅니다. 트레드에는 SBR과 BR을 조합해 마모, 젖은 노면 제동과 구름저항을 조정하고, 사이드월과 내부 부품에는 요구성능에 맞는 다른 고무가 사용됩니다. 따라서 SBR이 좋으냐 BR이 좋으냐보다 어떤 부품에서 어떤 점탄성 균형이 필요한지를 먼저 정의해야 합니다.
호스와 씰에서는 접촉 유체가 핵심입니다. 연료·윤활유 접촉부에는 NBR을 우선 검토할 수 있지만 오일 종류, 아로마틱 함량과 사용온도에 따라 팽윤이 달라집니다. 고온의 냉각수와 외부 오존에 노출되는 자동차 냉각수 호스에는 EPDM이 적합하지만 광유계 오일과 지속적으로 접촉하는 용도에는 주의해야 합니다. CR은 오일·날씨·불꽃과 접착성의 균형이 필요한 벨트나 호스, 전선 피복에 유용합니다.
씰과 가스켓에서는 인장강도보다 압축영구변형이 중요할 수 있습니다. 초기에는 누설이 없더라도 장시간 압축 후 고무가 원래 두께로 회복하지 못하면 밀봉력이 떨어집니다. 경도만 높이면 변형은 줄어들 수 있지만 조립성이나 저온 밀봉성이 나빠질 수 있어 경도·압축률·온도와 매체를 함께 봐야 합니다.
실무자의 인사이트: "합성고무를 선정할 때 사용온도, 접촉유체, 동적하중과 가황 후 장기물성을 먼저 고려해야 합니다."
10년 이상 시장개발과 B2B 마케팅 업무를 수행하며 확인한 것은 고객이 원하는 “내유성”이나 “내열성”이 하나의 숫자가 아니라는 점입니다. 동일 NBR이라도 ACN 함량, 가황계와 가소제에 따라 팽윤과 저온성이 달라지고, 동일 EPDM도 ENB 함량·Mooney 점도와 오일 익스텐션 여부에 따라 가공성과 최종 물성이 달라집니다.
저는 합성고무 Grade를 검토할 때 사용온도 → 접촉유체 → 정적·동적하중 → 경도 → 압축영구변형 → 내후성·내오존성 → 가공법 → 원가·공급 안정성 순으로 요구조건을 정리할 것을 권합니다. 물성표의 최고값보다 실제 배합과 양산 공정에서 편차 없이 수명을 확보하는 소재가 더 좋은 선택이라고 생각합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
합성고무가 천연고무보다 항상 좋은가요?
천연고무는 탄성·인장·피로특성이 매우 우수하고, 합성고무는 내유·내후·내열 등 특정 기능을 설계하기 좋습니다. 사용환경을 고려해서 선택해야 합니다.
SBR과 BR은 왜 타이어에 함께 사용하나요?
SBR은 마모와 점탄성 균형을, BR은 반발탄성, 내마모성과 저온성을 보완할 수 있어 목표 성능에 맞춰 블렌딩합니다.
오일씰에는 무조건 NBR을 사용하나요?
NBR이 대표적이지만 오일 종류와 온도가 높아지면 HNBR, ACM, FKM 등 다른 고무가 필요할 수 있습니다.
EPDM은 기름에 사용할 수 없나요?
EPDM은 일반적으로 광유계 오일과 연료에는 적합하지 않습니다. 반면 물·스팀·냉각수와 외부 기후환경에는 강점이 있습니다.
가황고무와 TPE는 무엇이 다른가요?
가황고무는 화학적 가교로 형상을 유지해 재용융이 어렵고, TPE는 열가소성 Elastomer로서 고무 탄성과 열가소성 가공성을 함께 갖춰 다시 녹여 성형할 수 있습니다.
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참고문헌
1. SSBR의 특성과 고성능 타이어 적용
LG화학, SSBR
용액중합 SSBR의 점탄성과 고기능·친환경 타이어 적용을 소개합니다.
2. BR의 내마모·반발탄성·저온특성
LG화학, BR
고시스 BR의 내마모성, 내굴곡성, 반발탄성과 타이어·신발·골프공 적용을 설명합니다.
3. NBR의 내유성과 자동차 부품 적용
LG화학, NBR
아크릴로니트릴·부타디엔 기반 NBR의 내유성 및 연료호스·자동차 부품·PVC 개질 용도를 소개합니다.
4. EPDM의 Grade와 산업 적용
ExxonMobil Product Solutions, Vistalon EPDM Rubber
EPDM Grade의 ENB 함량·Mooney 점도와 웨더실·호스·가스켓·건축재 적용 정보를 제공합니다.
5. CR의 물성 균형과 용도
Denka, DENKA CHLOROPRENE
CR의 내열·내오존·내유·난연성과 자동차 부품, 벨트·호스·전선·접착제 적용을 설명합니다.
최초 발행일: 2026년 9월 4일
최종 업데이트: 2026년 9월 4일
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