가소제의 고분자 영향 (Plasticizer Effect on Polymers)
한 줄 정의: 가소제를 첨가해 고분자 사슬 사이의 간격을 넓힘으로써 유연성과 가공성을 높이는 효과를 말합니다.
쉽게 풀면
딱딱한 플라스틱을 부드럽고 잘 휘어지게 만들고 싶을 때 첨가하는 물질이 가소제입니다. 가소제 분자는 고분자 사슬 사이사이에 끼어들어가 사슬끼리 서로 얽혀 있던 힘을 느슨하게 만들어 줍니다. 마치 촘촘하게 짜인 실뭉치 사이에 윤활유를 뿌려 실들이 서로 미끄러지기 쉽게 만드는 것과 비슷합니다. 그 결과 딱딱하던 고분자가 훨씬 유연하고 부드러운 성질을 갖게 됩니다.
왜 중요한가
가소제는 PVC 같은 원래 딱딱한 고분자를 전선 피복, 튜브, 필름처럼 유연한 제품으로 가공할 수 있게 해주는 핵심 첨가제여서 산업적으로 매우 광범위하게 사용됩니다. 다만 일부 가소제는 인체나 환경에 대한 우려가 제기되어 대체 물질 개발이 활발히 연구되고 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"The glass transition temperature of PVC decreased significantly with increasing plasticizer content."
가소제 함량이 늘어날수록 PVC의 유리전이온도가 크게 낮아졌다는 뜻입니다.
"A bio-based plasticizer was evaluated as an alternative to conventional phthalate plasticizers."
기존의 프탈레이트계 가소제를 대체할 물질로 바이오 기반 가소제를 평가했다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
가소제는 고분자 사슬 사이의 상호작용을 약화시켜 자유부피를 늘리고 사슬의 움직임을 쉽게 해주는데, 이 결과로 유리전이온도가 낮아지고 신율과 유연성이 증가합니다. 첨가되는 가소제의 양과 종류, 고분자와의 상용성에 따라 효과의 정도가 달라지며, 상용성이 낮으면 시간이 지나면서 가소제가 표면으로 빠져나오는 이행 현상이 나타날 수 있습니다.
주의할 점
일부 프탈레이트계 가소제는 규제 대상이 되고 있으므로, 용도와 규제 요건에 맞는 가소제를 선택해야 하며 모든 가소제가 동일한 안전성을 갖는 것은 아닙니다.