학문
플라스틱은 왜 다양한 형태로 가공이 가능한가요?
플라스틱은 열을 가하면 쉽게 변형이 되는 특징이 있습니다. 이러한 특징을 바탕으로 다양한 형태로 제작이 되는데, 이러한 특성이 분자 구조와 어떤 관련성이 있는지 의견 부탁드립니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
플라스틱은 탄소와 수소가 길게 연결되어 있는 고분자 구조를 가지고 있습니다.
실 이라고 생각하시면 됩니다. 실을 모아 옷을 만들듯이 만들어진 옷을 입체로 만들면 그것이 플라스틱과 같은 3차원의 형태를 가지게 됩니다.
탄소 고분자의 경우 열을 가하게 되면 결합된 부분이 에너지를 얻어 간격이 벌어지게 되는데 이 때 우리가 원하는 형태로 성형을 하고 다시 열이 줄어들게 되면 이러한 간격이 다시 좁아지면서 3차원의 형태를 띄게 됩니다.
이러한 성질을 열에의한 변형인 열가소성이라고 합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
플라스틱은 고분자 구조로 이루어져 긴 사슬 형태의 분자들이 서로강하게 고정되지 않고 비교적 느슨하게 얽혀 있어 열을 가하면 쉽게 움직일 수 있습니다 특히 열가소성 플라스틱은 가열 시 분자 간 결합이 약해져 흐르듯 변형되고 냉각하면 다시 굳어 형태를 유지합니다 이런 분자 이동성과 재결합 특성 덕분에 금형을 이용해 다양한 모양으로 반복 가공하 가능한 것입니다
플라스틱은 긴 사슬 형태의 분자 구조를 가지고 있습니다. 서로 단단히 묶인 금속처럼 고정돼 있지 않고 비교적 느슨하다고 볼 수 있어요.
그래서 열을 가할 경우 분자 간 결합력이 약해지면서 사슬들이 미끄러지듯이 움직이게 됩니다. 이것 때문에 쉽게 변형이 되기도 하고요. 특히 열가소성 플라스틱의 경우는 가열하면 부드러워지고 식히면 다시 굳는 성질이 있기 때문에 반복적으로 가공이 가능한 특징이 있습니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
플라스틱이 다양한 형태로 가공 가능한 비밀은 고분자 사슬 구조에 있어요.
플라스틱의 분자는 탄소를 중심으로 수천에서 수만 개의 단위체가 길게 연결된 사슬 형태예요. 이 사슬들이 서로 단단하게 고정된 게 아니라 느슨하게 얽혀 있는 상태로 존재해요. 마치 삶은 국수 면발이 그릇 안에서 뒤엉켜 있는 모습과 비슷하다고 생각하면 이해하기 쉬워요.
상온에서는 이 사슬들 사이에 분자 간 인력이 작용해서 서로 붙잡고 있기 때문에 딱딱한 상태를 유지해요. 그런데 열을 가하면 분자들의 운동에너지가 커지면서 사슬 간의 인력을 이기고 자유롭게 미끄러질 수 있게 돼요. 사슬이 풀어지면서 유동성이 생기고, 이 상태에서 틀에 넣으면 원하는 모양대로 형태가 잡혀요. 식으면 다시 사슬 간 인력이 작용하면서 그 형태가 고정되는 거예요.
이게 금속이나 도자기와 근본적으로 다른 점이에요. 금속은 원자들이 결정 격자라는 규칙적인 구조로 단단하게 배열되어 있어서 형태를 바꾸려면 엄청난 에너지가 필요해요. 반면 플라스틱의 사슬 구조는 비교적 낮은 온도에서도 풀어지기 때문에 사출, 압출, 블로우 성형 같은 다양한 방식으로 쉽게 가공할 수 있는 거예요. :)