소개
우리는 폴리실록산이라고도 불리는 실리콘을 매일 무심코 접하고 있습니다. 예를 들어 실리콘 고무는 자동차 전자 장치를 습기와 오염으로부터 보호하고, 세탁기에서는 거품이 넘치지 않도록 하며, 샴푸에서는 머리카락에 부드러운 윤기를 부여하고, 실리콘 수지 페인트는 벽돌의 발수성을 유지하면서 동시에 내부의 수증기와 이산화탄소를 투과하는 역할을 합니다. 하지만 실리콘은 의료용 튜브, 상처 패드 또는 정형외과용 제품의 순수 소재로서 의료 기술, 안전한 밀봉 및 절연 재료로서 전기 장비와 같이 높은 저항성이 필요한 다른 응용 분야에서도 발견됩니다.
실리콘은 O-Si 결합을 포함하는 긴 사슬 분자입니다. 분자량과 경화 정도에 따라 액체, 겔 또는 엘라스토머 형태로 존재합니다[1, 2]. 이렇게 다양한 폴리실록산은 매우 다양한 특성과 연관되어 있으므로 이를 특성화하는 것이 중요합니다.
DSC 측정 파라미터
DSC는 특히 저온에서 실리콘의 거동을 분석하는 데 적합합니다. 다음에서는 실리콘 소재의 열적 특성을 측정합니다. 이를 위해 표 1에 설명된 대로 DSC 측정이 수행됩니다.
표 1: 측정 조건
| 장치 | DSC 300 Caliris®, P-모듈 |
| 샘플 질량 | 8.75 mg |
| 도가니 | Concavus® (알루미늄), 피어싱 뚜껑 포함 |
| 온도 범위 | -170°C ~ 100°C |
| 가열 속도 | 10 K/min |
| 분위기 | 질소(40ml/min) |
측정 결과
그림 1은 결과 DSC 곡선을 보여줍니다. 117.6°C(중간 지점)에서 감지된 흡열 단계는 재료의 유리 전이 때문입니다. 이는 0.24J/(g-K)의 비열 용량의 변화와 관련이 있습니다. 100°C와 -30°C 사이에서는 두 가지 다른 효과가 발생합니다. 첫째, -85.0°C에서 발열 피크가 발생하는데, 이는 결정화 후 효과입니다. 이는 폴리머 사슬이 자유롭게 움직일 수 있어 결정화할 수 있는 유리 전이 온도 이상에서 발생합니다. 둘째, 온도가 증가함에 따라 -46.4°C에서 감지되는 흡열 피크는 결정상의 용융을 나타냅니다.
요약
실리콘은 소재 특성상 고온에도 잘 견딥니다. 따라서 더 넓은 온도 범위에서 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 그러나 DSC 조사에 따르면 이러한 결과는 저온에서 이 소재의 적용 범위가 매우 중요하다는 것을 보여줍니다: 상온에서는 용융 효과 또는 유리 전이보다 낮은 온도에서와 매우 다르게 작동합니다.