학문
포근한타조51
접착제 종류가 많은데 어떤차이가 있을까요??
접착제도 종류가 다양하잖아요
목공용도 있고 종이도 있고 다용도도 있고 풀도 있고 포스트잇도 있고 차량용도 있고
등등 다양한데 각각 어떤차이가 있기에 이렇게 가능한걸까요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
접착을 시키는 물체에 따라 접착제의 종류가 구성됩니다.
실제로 성분은 비슷하나 접착을 시키는 재료에 따라 점도를 달리하여 만들게 됩니다.
종이와 같이 수분에 의해 접착되는 재료가 변경 되는 경우는 딱풀 처럼 고체 형태의 접착제로도 만들게 되고 순간접착제 처럼 공기중의 수분과 반응하여 순간적으로 결합하는 접착제는 표면이 매끄러운 물체를 붙일 때 유리 합니다.
포스트잇의 경우는 접착제가 포함되어 있지만 이 접착제가 캡슐과 같은 막속에 존재하여 반복적으로 붙여도 이 캡슐이 깨어지지 않기에 반복접착이 가능합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
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채택된 답변안녕하세요, 포근한타조51님. 이중철 전문가입니다.
접착제가 목공용, 종이용, 순간접착제, 포스트잇, 차량용 등으로 다양하게 나뉘는 이유는 붙이고자 하는 재료의 표면 특성(미세 구멍 여부), 요구되는 접착 강도, 굳어지는 화학적 메커니즘, 그리고 다시 떼어내야 하는지 여부에 따라 사용되는 고분자 화합물과 결합 원리가 완전히 다르기 때문이랍니다.
■ [목공용 및 종이용 풀] 수분 증발과 기계적 맞물림 효과
나무나 종이는 표면에 눈에 보이지 않는 미세한 틈과 섬유 조직 구멍이 무수히 뚫려 있는 다공성 재료입니다. 목공용 풀이나 딱풀의 주성분은 물에 녹아 있는 폴리비닐아세테이트(PVA) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)이라는 긴 사슬 형태의 고분자입니다. 접착제를 바르면 액체 상태의 고분자 사슬들이 나무나 종이 섬유의 미세한 틈새로 깊숙이 스며들게 되는데요. 시간이 지나면서 용매인 수분이 공기 중으로 증발하거나 재료 속으로 흡수되면, 남아 있는 고분자 사슬들이 서로 단단하게 엉키며 굳어집니다. 마치 수많은 미세한 닻이 틈새에 걸려 있는 것과 같은 앵커 효과(기계적 맞물림)와 분자 간 인력에 의해 재료가 단단히 결합하는 원리랍니다.
■ [순간접착제] 공기 중 미세 수분과 반응하는 급속 중합
유리, 금속, 플라스틱처럼 표면에 틈이 거의 없는 매끄러운 비다공성 재료를 순식간에 붙일 때는 시아노아크릴레이트 계열의 순간접착제를 사용합니다. 순간접착제는 용매가 날아가서 굳는 것이 아니라, 접착할 표면에 묻어 있는 눈에 보이지 않는 극미량의 수분(수산화 이온)을 촉매로 삼아 화학반응을 일으키는데요. 액체 상태로 분리되어 있던 단량체 분자들이 수분을 만나는 즉시 폭발적인 사슬 연쇄 반응(음이온 중합)을 일으키며 1초에서 수 초 만에 딱딱한 아크릴 플라스틱 고분자로 변신합니다. 액체가 순식간에 고체 플라스틱으로 변하면서 두 표면 사이의 분자들을 꽉 붙잡아주기 때문에 매우 빠르고 단단한 결합이 완성되는 것이랍니다.
■ [포스트잇과 점착 테이프] 굳지 않는 점탄성과 미세 입자 기술
붙였다가 흔적 없이 깔끔하게 떼어낼 수 있는 포스트잇이나 마스킹 테이프는 감압 점착제(PSA)라는 완전히 다른 메커니즘을 사용합니다. 일반 접착제는 시간이 지나면 완전히 고체로 굳어지지만, 점착제는 고체와 액체의 성질을 동시에 지닌 젤리 같은 점탄성 상태를 영구적으로 유지합니다. 가벼운 손가락 압력만으로 표면에 밀착되며, 분자 사이에 작용하는 약한 반데르발스 힘을 이용해 붙어 있는 것이랍니다. 특히 포스트잇 뒷면에는 끈적이는 아크릴 접착 물질이 매끄러운 평면이 아니라 지름 수십 마이크로미터 크기의 아주 미세한 구형 알갱이(마이크로스피어) 형태로 드문드문 도포되어 있습니다. 종이와 접촉하는 실제 면적이 좁아서 접착력이 적당히 약하게 유지되며, 떼어낼 때 종이가 찢어지지 않고 여러 번 다시 붙일 수 있는 것이지요.
■ [에폭시와 차량 및 산업용 접착제] 강력한 화학 가교와 진동 흡수
자동차 차체, 항공기, 강한 하중을 견뎌야 하는 구조물에는 2액형 에폭시 수지나 반응성 폴리우레탄 접착제가 사용됩니다. 주제(에폭시 수지)와 경화제를 섞어 사용하는 2액형 방식은 공기 접촉 없이도 두 물질이 섞이면서 그물망 형태의 3차원 입체 화학 가교 결합을 형성합니다. 용매가 증발하지 않으므로 굳는 과정에서 부피 수축이 거의 없고, 틈새가 벌어진 공간을 메우는 충전 능력이 뛰어나답니다. 차량용 접착제의 경우 주행 중 발생하는 끊임없는 진동과 충격, 영하의 혹한과 영상 수십 도의 엔진 열기를 견뎌야 하므로, 단단하면서도 일정한 유연성과 탄성을 유지하여 충격 에너지를 분산시키는 특수 실리콘 및 우레탄 고분자가 적용됩니다.
■ 실무적인 접착제 선택 가이드 조언
작업 목적에 맞는 올바른 접착제를 고르기 위해서는 세 가지 요소를 고려해야 한답니다.
첫째, 종이나 목재처럼 수분을 흡수하는 재료는 무독성이고 다루기 쉬운 수성 PVA(목공풀, 딱풀)를 사용하는 것이 안전하고 효율적입니다.
둘째, 신속한 고정과 작은 면적의 수리에는 순간접착제를 쓰되, 충격이나 휨이 발생하는 부위에는 부러지기 쉬우므로 피해야 합니다.
셋째, 금속 간의 결합이나 물과 열에 노출되는 환경, 큰 하중을 버텨야 하는 조립에는 2액형 에폭시나 고기능성 변성 우레탄 접착제를 선택해야 내구성을 확보할 수 있습니다.
정리하자면,
접착제의 종류가 다양한 이유는 종이나 나무의 틈새로 스며들어 굳는 기계적 맞물림 방식, 표면 수분과 반응해 급속 플라스틱화되는 순간 접착 방식, 굳지 않고 탄성을 유지해 떼어낼 수 있는 점착 방식, 그리고 강력한 화학 그물망으로 진동과 하중을 버티는 구조용 방식 등 접착 대상의 재질과 요구 강도에 맞춰 고분자 화학 기술이 정밀하게 분화되어 있기 때문이랍니다.
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