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폴리이미드 폼, 철도 차량의 소음 및 단열에 적용되다

2025-11-06

폴리이미드 폼은 폴리이미드 수지로 제작된 고성능의 개구형 폼 플라스틱입니다. 이는 폴리이미드 폴리머의 뛰어난 성능을 그대로 계승하면서도, 폼 소재 특유의 가벼움과 다공성 특성을 동시에 갖추고 있습니다.

폴리이미드 폼의 특성:

1. 뛰어난 내열성: 폴리이미드 폼은 -269°C에서 +300°C(심지어 단기적으로는 400°C까지도)의 극한 온도 범위에서 장기간 안정적으로 작동하며, 용융되거나 현저히 분해되지 않습니다. 또한, 유리 전이 온도(Tg)와 열분해 온도가 일반적인 폼 소재들(예: 폴리우레탄, 폴리스티렌 등)보다 훨씬 높습니다.

우수한 단열/절연 성능: 매우 낮은 열전도율을 자랑하며, 효율적인 열 및 음향 절연체입니다. 높은 온도나 낮은 온도에서도 그 단열 성능이 안정적으로 유지됩니다.

2. 뛰어난 난연성과 낮은 연기 독성:

극한 산소 지수가 높음: 일반적으로 40% 이상으로, 이는 공기 중에서 불이 붙기 어렵다는 것을 의미합니다.

불이 저절로 꺼짐: 화원을 제거하면 빠르게 스스로 꺼진다.

저연기 밀도: 연소 시 발생하는 연기의 양이 매우 적습니다.

저독성: 연소 시 발생하는 가스의 독성이 상대적으로 낮습니다.

3. 우수한 화학적 안정성: 대부분의 유기 용매, 오일, 항공 연료, 유압유, 산, 알칼리 등에 강한 내성을 지니며, 쉽게 부식되거나 팽창하지 않습니다.

낮은 흡습성: 흡수율이 낮아 습한 환경에서도 성능이 안정적이고, 절연 성능이 쉽게 저하되지 않습니다.

방사선 내성: 자외선, γ선, 전자빔 등 다양한 방사선에 대해 우수한 내성을 지니고 있습니다.

우수한 전기 절연성: 고온·고습 환경에서도 우수한 유전 특성을 유지합니다.

가공성: 절단, 밀링, 열성형(일정 온도에서) 등의 방법으로 복잡한 형태로 가공할 수 있다.

4. 우수한 기계적 성질:

발포 재료에서 높은 비강도(강도/밀도 비율)를 갖습니다.

우수한 인성과 내충격성(페놀폼과 같은 다른 고성능 폼에 비해).

우수한 치수 안정성(낮은 열팽창 계수, 고온에서도 수축이나 변형이 쉽지 않음).

폴리이미드 폼의 응용 분야:

1. 항공우주 분야

비행기:

열/음향 절연: 동체, 객실 벽, 천장, 바닥, 장비실, 배관 시스템(공조, 유압, 연료)의 단열 및 방음층으로 사용됩니다. 외부의 극한 온도(고공 저온, 엔진룸 고온)를 효과적으로 차단하고, 소음(엔진, 기류)을 줄여줍니다.

방화 장벽: 엔진실, 보조 동력 장치, 고온 배관 주변에 방화벽, 칸막이, 밀봉재로 작용하여 화염과 유독 연기가 확산되는 것을 막습니다.

경량 구조 충전재: 벌집 코어 구조 또는 기타 중공 부위에 충전하여 구조 강성과 진동 감쇠를 높이고, 코어 재료의 압축 파손을 방지하는 동시에 가벼운 무게를 유지합니다(연비 효율에 매우 중요함).

전자 장비의 열차단/절연: 항공 전자기기실, 블랙박스 등 주요 전자 장비를 고온으로부터 보호하고 전기적 절연을 제공합니다.

우주선(인공위성, 우주선, 발사체):

극한 온도 보호: 우주의 극저온(극저온)과 대기권 재진입 시 또는 엔진 부근의 극고온(단기적으로 1000°C 이상에 이르며, 탄화층으로 보호됨)을 견디는 기능.

저온 추진제 저장탱크의 단열: 액체 수소, 액체 산소, 액체 헬륨 등 초저온 추진제 저장탱크에 효율적인 단열층을 제공하여 증발 손실을 최대한 줄입니다.

유용한 탑재체 보호: 발사 진동, 우주 온도의 급격한 변화 및 방사선으로부터 정밀 기기를 보호합니다.

난연성 및 낮은 연기 독성: 밀폐된 우주선 기내에서 재료의 화재 안전성과 낮은 연기 독성은 생명 유지의 핵심 요소입니다.

2. 첨단 산업 및 에너지 분야

고온 배관 및 설비 보온: 정유공장, 화학공장의 고온 반응기, 분해로, 증기 배관, 열유 라인의 보온에 사용되며, 장기간 200°C 이상, 심지어 300°C의 고온에도 견딜 수 있어 기존 보온재보다 훨씬 우수합니다.

액화천연가스 운송 및 저장: LNG 선박, 육상 저장 탱크, 탱크 트럭의 보냉층. -162°C의 극저온에서도 우수한 단열 성능과 치수 안정성, 기계적 강도를 유지하여 '냉축'으로 인한 균열을 방지하고, 운송 안전을 확보합니다.

반도체 제조:

고온 공정 장비의 단열: CVD, PVD, 확산로 등 고온 반도체 제조 장비의 챔버 단열 부품으로, 공정 중 발생하는 높은 온도를 견디며 청결도를 유지합니다(저가스 방출, 내화학성 부식).

웨이퍼 캐리어/단열판: 열처리 과정에서 웨이퍼를 지지하고 열원을 차단합니다.

전력과 원자력 발전:

고온 모터/변압기 절연: 설비의 내열 등급과 신뢰성을 향상시킵니다.

핵 시설: 방사선 내성, 고온 내성, 내화성이 요구되는 절연 및 밀봉 부위에 사용됩니다

3. 도시 철도(지하철, 고속철 등)

차량의 화재 방지 및 음향·열 차단: 객실 벽판, 천장판, 바닥, 장비실의 이중 구조에 적용되어 우수한 성능을 제공합니다:

화재 안전성: 궤도 차량의 화재 방지 기준을 충족합니다(높은 LOI, 낮은 연기 및 독성, 불이 붙어도 스스로 꺼짐).

방음 및 소음 저감: 차량 내외부의 소음을 현저히 줄여 승차 편안함을 향상시킵니다.

단열 보온: 객실 온도를 유지하며, 에어컨의 에너지 소비를 줄입니다.

케이블 통로의 내화 밀봉: 차체를 관통하는 케이블 파이프의 내화 봉쇄에 사용됩니다.

4. 특수 선박 및 차량

군함/잠수함: 방화·방음·단열(공간 밀폐성 향상), 내식성.

소방차: 엔진실, 펌프실 등 고열 구역의 방화 단열층이 인원과 장비를 보호합니다.

장갑 차량: 경량화된 단열 및 방음 기술로 승무원의 편안함과 장비 보호성을 향상시킵니다.

레이싱카/고성능 스포츠카: 엔진룸의 열 차단, 경량 부품(예: 시트 패딩, 내장 부품) 등으로 극한의 성능을 추구합니다.

5. 특수 건축물 및 안전 방호

고화재 등급 건축물: 데이터 센터 서버실, 기록보관소, 박물관, 실험실, 고층 건물의 핵심 부위 등 화재 방지에 극도의 요구가 있는 장소의 벽체와 천장의 보온·방음층.

방화문 코어 재료: 방화문의 내화 한계와 단열 성능을 향상시킵니다.

안전 보호 장비: 소방복, 특수 작업복의 내부에 적용되는 단열층(고온 저항 및 난연성).

초고분자량 폴리에틸렌 방탄 천은 폭발 방지 담요와 찔림 방지복 제작에 사용됩니다.

폴리이미드 수지 부직포를 활용한 열 보호복, 작업복의 통기성 부족으로 인한 답답함 문제 해결

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