안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
자외선에 노출되면 옷의 색이 바래거나 플라스틱이 변색되는 이유는 광산화작용과 발색단의 분해 반응이 일어나기 때문입니다. 자외선은 높은 광자 에너지를 가지고 있어 자외선이 물질에 닿으면 유기 화합물의 분자 결합을 직접 끊어버릴 수 있을 만큼 강한 에너지를 전달하게 됩니다.
옷의 색이 바래는 이유는 옷감에는 염료가 특정 색을 띄게 하는 발색단인 존재하는데, 높은 에너지를 가진 자외선이 염료 분자에 부딪치면 염료들의 다중 결합을 끊어내고 단일 결합으로 변하면서 분자가 더 이상 가시광선을 정상적으로 흡수하지 못하게 되면서 본래의 색을 잃고 희미하게 바래게 됩니다.
플라스틱이 누렇게 변하고 깨지는 이유는 플라스틱이 고분자 탄화수소 사슬을 가지고 있는데, 플라스틱이 자외선을 받으면 단순 탈색을 넘어 플라스틱 자체의 화학적 분해가 일어납니다. 이 반응을 광산화 작용이라고 합니다. 광산화 작용이 일어나면 새로운 산화 작용기가 고분자 사슬 곳곳에 생겨나게 되고 이 작용기들이 파장이 짧은 푸른빛을 흡수하면서, 표면이 누렇게 변하는 황변 현상이 일어나게 만듭니다. 또한, 플라스틱의 고분자 사슬이 끊어 지면서 튼튼하던 구조가 깨지고 표면이 쉽게 바스러지게 됩니다.