물 대신 솔벤트나 퍼클로로에틸렌 같은 무극성 유기 용매를 사용하여 옷감의 수축이나 변형 없이 무극성 오염 물질만 녹여내는 용매 추출 원리는 무엇인가요?

Question

실크나 모직 옷은 물빨래 대신 드라이클리닝을 맡깁니다. 물 대신 솔벤트나 퍼클로로에틸렌 같은 무극성 유기 용매를 사용하여 옷감의 수축이나 변형 없이 무극성 오염 물질만 녹여내는 용매 추출 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

드라이클리닝의 용매 추출 기술은 유사 용해성의 원리와 섬유와 용매 간의 미상호작용이라는 두 가지 화학적 과정으로 작용합니다. 그 원리에 대해 설명해 드릴게요.

무극성 오염 물질의 용해 원리를 보면 피지, 기름때, 유분 등은 전기적으로 극성을 띠지 않는 무극성 탄화수소 화합물로 퍼클로로에틸렌이나 솔벤트 같은 드라이클리닝 용매 역시 무극성 유기 화합물입니다. 극성이 같은 물질끼리 잘 섞이는 성질에 따라, 무극성 용매 분자가 오염 물질 주위를 둘러싸면서 반데르발스 힘을 형성합니다. 이를 통해 기름때를 섬유 표면에서 분리하여 용매 속에 추출해 냅니다.

실크와 모직은 단백질 섬유로, 분자 구조 내에 수소 결합을 형성하는 극성 기를 많이 포함하고 있어 극성 용매인 물이 침투하면 섬유 내부의 수소 결합이 끊어지고 섬유가 물을 흡수해 부풀어 오르는 팽윤 현상이 일어납니다. 이 상태에서 마찰이 가해지면 섬유가 엉키거나 마찰 후 건조되면서 형태가 비틀리고 줄어들게 됩니다. 무극성 유기 용매는 단백질 섬유의 극성 부분과 상호작용하지 않으며, 수소 결합을 깨뜨리거나 섬유 내부로 침투하여 팽윤을 일으키지 않습니다. 따라서 섬유의 입체 구조가 그대로 유지된 채 표면의 기름때만 선택적으로 제거됩니다.