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[2021 봄호] 1 - 신소재공학과가 본 교실

  • 강아림
  • 2021-07-09 07:00:13

2021 SPRING 공대생이 보는 세상 1

신소재공학과가 본 교실
Dept. of Materials Science & Engineering






‘딩동댕동’ 종 쳤다! 드디어 쉬는 시간이야!

피곤했었는데 마침 학교 스피커에서 종이 울리네.

그나저나 저 스피커는 무슨 소재로 되어있는 걸까? 그냥 플라스틱인 것 같은데, 단단해 보이기도 하고? 아, 학교 스피커는 ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene 수지로 만들어졌지! ABS는 한 종류의 단위체로 이루어지는 단일 중합체와는 다르게, 아크릴로니트릴 Acrylonitrile, 부타디엔 Butadiene, 스타이렌 Styrene 이렇게 두 종류 이상의 단량체가 중합되어 있어서 공중합체라고 불러.

그럼 공중합체는 어떻게 형성할 수 있을까?

공중합체를 형성하는 방법 중 하나가 바로 자유 라디칼 중합 free radical polymerization으로, 자유 라디칼을 이용해서 단량체들을 중합하는 방법이야.

여기서 자유 라디칼은 홀전자를 가지고 있어서 매우 불안정한 성질을 띠는 원자, 분자, 혹은 이온을 말해. 열, 빛 등 외부 자극에 의해 매우 쉽게 라디칼을 형성하는 물질인 라디칼 개시제Initiator를 이용하면 자유 라디칼을 쉽게 얻을 수 있어. 홀전자를 가지고 있어 불안정하다는 말은 화학 반응성이 높다는 거야! 그래서 단량체에서 쉽게 전자를 하나 빼앗아 결합하고, 단량체는 전자쌍에서 전자를 빼앗겼기 때문에 말단에 홀전자가 생기면 또 다른 라디칼이 되어서 다른 단량체와 반응하는 거지! 이 반응이 연쇄적으로 일어나면서 단량체들은 길게 결합해서 사슬이 되고, 사슬 끝에 있는 라디칼끼리 결합하여 아주 긴 사슬을 형성하는 거야.

하지만 꼭 사슬의 말단끼리 결합하지는 않아!


앞서 말했듯이 라디칼은 매우 불안정해서, 다른 고분자 사슬의 중간에 있는 전자를 하나 빼앗아 전자쌍을 이룰 때가 있어. 이렇게 사슬의 중간에 결합이 자주 일어나다 보면 가지를 뻗듯이 고분자가 형성되는데, ABS 역시 세 종류의 단량체가 가지처럼 결합해서 생긴 공중합체야! ABS는 단량체 간의 상호작용 덕분에 내구성과 강도가 좋아서 학교 스피커 말고도 레고, 컴퓨터, 헤어드라이어 등에 사용된다고 해.

앗, 수업 종 쳤다! 난 이만 수업 들으러 가볼게. 안녕 ~.


ALIMI 26기 신소재공학과 강아림

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