안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
스판덱스가 고무보다 훨씬 질기면서도 엄청난 탄성을 가지는 비결은 고분자 사슬 내에 '단단한 부분'과 '유연한 부분'이 교대로 맞물려 있는 독특한 블록 공중합체(Block Copolymer) 구조에 있습니다.
스판덱스의 분자 사슬을 들여다보면, 우레탄 결합이 중심이 되는 하드 세그먼트(Hard segment)와 폴리에테르나 폴리에스테르 성분으로 이루어진 소프트 세그먼트(Soft segment)가 규칙적으로 배열되어 있습니다.
하드 세그먼트는 분자 간에 강력한 수소 결합을 형성하여 단단하고 빽빽한 결정성 구역을 만듭니다. 이 구역은 물리적인 가교(Cross-link) 역할을 하여, 섬유 전체의 형태를 유지하고 쉽게 끊어지지 않도록 지탱하는 뼈대가 됩니다.
반면, 소프트 세그먼트는 결합력이 약하고 불규칙하게 엉켜 있는 유연한 무정형 구역을 형성합니다. 평소에는 스프링처럼 무작위로 구겨져 접혀 있다가, 수영복이나 스타킹을 잡아당기면 이 무정형 구역의 분자 사슬들이 일렬로 길게 펴지면서 섬유가 원래 길이의 몇 배나 늘어나게 됩니다.
이때 잡아당기던 힘을 놓으면, 늘어났던 소프트 세그먼트가 엔트로피적 복원력에 의해 다시 무질서하게 구겨진 원래 상태로 되돌아가려고 합니다. 그리고 단단한 결정성 구역(하드 세그먼트)이 분자들의 위치가 아예 이탈하거나 미끄러져 변형되는 것을 꽉 붙잡아주기 때문에, 스판덱스는 외력을 제거했을 때 원래의 형태로 완벽하고 빠르게 복원될 수 있습니다.