PEI PESU 비교: 데이터센터 부품 소재, 데이터시트로 본 내열·충격·난연과 공급 안정성

PEI는 폴리에테르이미드(polyetherimide)의 약자로, SABIC이 ULTEM이라는 상표로 공급하는 비정질 고내열 수지다. 1980년대부터 커넥터·IC 트레이·항공기 내장재에 쓰였고, 데이터센터에서는 광섬유 커넥터 하우징, 서버 전원부의 절연 부품, 냉각 계통 부속에 기본값처럼 지정돼 왔다.

PESU는 폴리에테르설폰(polyethersulfone)의 약자로, 설폰 계열(PSU·PESU·PPSU) 가운데 유리전이온도가 가장 높은 소재다. 바스프는 이 계열을 울트라손이라는 상표로 공급하며, PESU는 울트라손 E 계열이다. 2026년 10월 바스프는 울트라손의 적용 분야를 AI 데이터센터·고속 커넥티비티·e-모빌리티 전기전자 부품으로 확대하고 PEI·PEEK·PAI의 대안으로 제시했다(관련 기사 아래 링크).

두 소재는 플라스틱 등급표에서 같은 칸에 있다. 둘 다 비정질이라 치수 안정성과 투명성이 좋고, 둘 다 호박색 투명이며, 둘 다 난연제 없이 UL94 V-0를 받는다. 용융온도도 PESU 340~390°C, PEI 350~410°C로 겹친다. 비교가 성립하는 소재이고, 그래서 '어느 쪽이 어디에서 앞서는가'를 항목별로 봐야 한다.

비교 대상은 PESU 쪽 울트라손 E 1010·E 2010, PEI 쪽 ULTEM 1000·1010이다. 각 쌍은 '표준 점도'와 '고유동' 등급으로 구성이 같다. E 1010은 바스프가 박육 LC·MPO 커넥터용으로 두는 저점도 등급이고, ULTEM 1010은 SABIC이 '개선된 유동'으로 소개하는 등급이다. 네 그레이드 모두 비강화 사출 등급이며, 양사 TDS에서 같은 국제 시험법으로 잰 항목만 골랐다. UL 항목은 양사 모두 UL 옐로카드 값이다.

PEI 데이터시트는 ISO와 ASTM 값을 함께 싣는다. 이 글은 ISO 값을 우선 썼고, ISO 값이 없는 항목(UL 746A·B)은 UL 값으로 맞췄다. 양사 모두 23°C 건조 상태 대표값이며 규격값이 아니다.

열에서는 PESU가 한 뼘 위다. 유리전이온도 +5~8°C, 열변형온도 +11~13°C는 작아 보이지만, UL이 2만 시간 노화 시험으로 매기는 장기 사용 온도(RTI)에서 차이가 분명해진다. 전기·충격 RTI 180 대 170°C, 강도 RTI 190 대 170°C — 같은 UL 746B 기준이다. 리플로 납땜을 거치는 커넥터나 전원부 근처의 절연 부품처럼 열 이력이 쌓이는 부품에서 이 10~20°C가 수명 여유로 돌아온다.

충격에서는 PESU가 뚜렷이 위다. 노치 충격강도 7.5 대 4 kJ/m²(E 2010 대 ULTEM), −30°C에서는 8 대 4다. 흠집·모서리·게이트 자국처럼 힘이 몰리는 곳에서 버티는 값이고, 스냅핏 후크의 뿌리가 바로 그런 곳이다. 뒤에서 다시 다룬다.

전력 부품이라면 아크 점화 저항을 보라. UL 746A의 HAI(고전류 아크 점화)는 아크가 반복될 때 소재가 불붙기까지의 횟수를 등급으로 매긴다. E 2010은 최고 등급 PLC 0, ULTEM은 PLC 3~4다. 버스바 홀더·차단기 래치·퓨즈 홀더처럼 아크가 생길 수 있는 데이터센터 전력 분배 부품에서는 이 항목이 UL94 등급 못지않게 중요하다.

PEI가 앞서는 항목도 분명하다. 인장탄성률이 20% 높고 항복응력도 높다(단단한 구조 부품에 유리). 비중이 7% 낮고 포화 흡수율이 낮다. 1 MHz 유전율이 2.9로 PESU 3.8보다 낮아 고속 전기 신호가 하우징을 지나는 부품에서 신호 손실이 작다. 그리고 UL94 V-0를 0.75mm에서 받는다 — E 2010은 1.5mm, E 1010은 1.5mm에서 V-1이다. 살두께 1mm 이하에 V-0가 규격 요건이면 E 2010 또는 바스프 D 계열(PESU 블렌드)로 좁혀 확인해야 한다.

SABIC 비교 자료의 주장은 TDS로 다시 봐야 한다. SABIC의 「ULTEM, 설폰 폴리머의 대안」 자료는 'PES·PPSU보다 최대 17% 낮은 열팽창계수'를 내세우지만, 양사 TDS의 ISO 11359 값은 PESU 52, PEI 52 E-6/K로 같다. '최대 55% 높은 강성'은 PSU 대비 값이고 PESU 대비로는 약 20%다. 제조사 자료는 자기 소재에 유리한 비교 대상과 조건을 고르기 마련이므로, 같은 시험법의 TDS 값으로 돌아가는 것이 맞다.

스냅핏에서는 '낮은 강성'이 장점이 된다. 탄성률이 낮으면 같은 변형량에서 후크 뿌리에 걸리는 응력이 낮고, 항복 변형률이 높으면(6.8~6.9 대 6%) 영구 변형 없이 더 많이 휜다. 여기에 노치 충격강도가 두 배 가까우니, 반복 결합·분리하는 래치나 커버 체결부는 PESU 쪽이 파손 여유가 크다. 반대로 변형이 없어야 하는 얇고 긴 구조 부품은 강성 높은 PEI가 맞다. '강성'은 좋고 나쁨이 아니라 부품이 무엇을 하느냐의 문제다.

유동성은 국내외 전환 사례에서 PESU 쪽이 낫다고 보고됐다. 양사의 용융 유동 시험 조건이 달라(PESU 360°C/10 kg, PEI 337°C/6.6 kg) 데이터시트 숫자를 나란히 놓을 수는 없다. 대신 PEI 금형을 그대로 PESU로 돌린 국내외 사례에서 박육 충전과 외관이 개선됐다는 보고가 있고, 옥터드가 받은 문의에서도 같은 평가가 반복된다. E 1010은 바스프가 박육 커넥터용으로 두는 저점도 등급(MVR 150)이고, 용융온도 창도 PEI보다 10~20°C 낮다. 확인은 기존 금형으로 스파이럴 플로우나 숏 샷을 찍어 보는 것이 가장 빠르며, 옥터드가 평가용 샘플을 제공한다.

공급 안정성은 2026년에 가장 자주 묻는 항목이 됐다. 2026년 봄 중동 사태 이후 PEI 납기와 배분이 불안하다는 이유로 대체 소재 검토 문의가 늘었다(옥터드 접수 기준). PESU 쪽 사정은 다르다. 바스프는 울트라손을 독일 루트비히스하펜과 한국 여수 공장에서 동일 규격으로 생산한다. 여수 공장은 2014년 가동을 시작한 아시아 첫 울트라손 공장이고 2018년 증설로 전 세계 생산능력이 연 2만 4천 톤이 됐다. 국내 생산이라 해상 운송 변수와 통관이 빠지고, 옥터드가 E 1010·E 2010을 국내 재고로 두므로 수급은 국내 물류 수준에서 끝난다. 데이터시트 원문도 '공급 능력을 확보하기 위해 BASF 그룹 내 여러 사이트의 여러 라인에서 동일 규격으로 생산한다'고 적고 있다.

단가는 일반적으로 PESU가 PEI보다 낮은 가격대다. 비중이 7% 높아 같은 부품의 소재 중량은 조금 늘지만, kg 단가 차이가 그보다 크다. 전환 비용은 소재 단가보다 재인증에서 난다. UL 부품 인증, 커넥터 규격(IEC 61754 등), 고객 승인 시험은 소재가 바뀌면 다시 받아야 하며, 이 글의 데이터시트 비교는 그 시험을 대신하지 않는다. 옥터드는 두 소재의 TDS·UL 옐로카드·바스프 적용 자료를 묶어 전환 검토 패키지로 제공한다.

정리. 0.75mm V-0와 GHz 유전 특성이 설계 요건이면 PEI다. 그 둘이 아니라면 — 광섬유 커넥터, 냉각 피팅, 팬, 전력 분배 부품, 스냅핏 체결부 — 데이터시트의 열·충격·아크 항목과 국내 생산의 공급 안정성이 같은 방향을 가리킨다. PEI의 대안을 찾는 자리라면, PESU는 '대안'이 아니라 먼저 검토할 소재다.

자주 묻는 질문

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