플라스틱을 계속 구기면 부러지는 원리가 뭔가요??
플라스틱을 지속적으로 구부렸다 폈다가 하다 보면 해당 부위가 하얗게 되면서 어느 순간 부러지면서 갈라지는데요. 그 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
플라스틱은 일반적으로 유연성이 있기 때문에 구부리거나 폈다가 하면 형태를 유지할 수 있습니다. 그러나 지속적인 구부리고 폴 때, 플라스틱 분자들이 서로 이동하면서 분자 간 결합이 약화되고, 결국에는 플라스틱의 내구성이 감소하게 됩니다.
이러한 현상을 플라스틱의 피로현상이라고 합니다. 피로 현상이 지속되면, 플라스틱의 분자 간 결합이 더욱 느슨해지고 결국에는 부서지게 됩니다. 이러한 현상은 플라스틱의 종류, 구조, 사용 환경 등에 따라 달라질 수 있습니다.
또한, 플라스틱을 폴 때 하얗게 변하는 것은 플라스틱의 분자 구조가 변경되기 때문입니다. 플라스틱의 분자 구조가 변하면, 빛의 산란 현상이 발생하여 투명한 플라스틱이 하얗게 보이게 됩니다. 이러한 현상을 백화 현상이라고 합니다.
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
플라스틱은 열에 의해 부러질 수 있습니다. 플라스틱 분자는 일반적으로 열 움직임에 의해 더 많이 움직입니다. 그리고 일정한 온도 이상에서는 플라스틱 분자의 움직임이 너무 크게 되어 분자 간 결합력이 약화되고 결국 플라스틱이 부러지게 됩니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
플라스틱의 탄성 한계를 넘어서기 때문입니다.
우리가 알고 있는 일반적인 플라스틱은 딱딱한것입니다. 여기에 화학첨가물이 들어가게 되면 PET병이 되거나 하는것입니다.
플라스틱은 탄성 한계에 강도가 있기 때문에 이부분을 넘어서게 되면 부러지게 되는것입니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
플라스틱이 구부려지고 폈다가 하얗게 변하며 깨어지는 현상은 "점성파열" 또는 "점성융해"라고도 불리며, 플라스틱의 물리학적인 성질과 관련이 있습니다.
플라스틱은 일종의 고분자로, 일반적으로 긴 분자 사슬로 이루어져 있습니다. 이 분자 사슬은 서로 결합하여 하나의 큰 분자체를 이루고 있습니다. 플라스틱이 구부려지면 분자체 내부에서는 분자 사슬이 서로 더 밀접하게 결합하게 됩니다. 이때, 분자 사슬 간의 결합이 느슨하다면 플라스틱은 쉽게 깨어질 수 있습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.열가소성(Thermal degradation)은 고분자 물질이 열과 함께 반응하여 분자량이 감소하고, 이에 따라 물성이 변화하는 현상입니다. 플라스틱이 지속적으로 구부려지거나 평평하게 되면, 플라스틱 분자 간에 마찰력이 발생하면서 열이 발생합니다. 이러한 열은 플라스틱 분자의 열가소성을 유발하여 분자량을 감소시키고, 이에 따라 물성이 변화하게 됩니다.
특히, 지속적으로 같은 부위를 구부렸다 폈다 하다보면 해당 부위의 응력이 누적되어, 분자 구조의 변화가 더 크게 일어나게 됩니다. 이로 인해 플라스틱이 하얗게 되며, 더 큰 응력이 가해지면 해당 부위가 부러지면서 갈라질 수 있습니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
분자의 연결 상태/분자량이 주 원인이죠
고분자의 기계적 특성은 금속이나 다른 결정성 물질들과 비슷한 방식으로 특징지을 수 있으며 주요한 기계적 특성은 다음과 같습니다.
강도 (Strength) : 재료에 힘을 가했을 때 이 힘에 대해 재료가 변형되거나 파괴되기 전까지 작용하는 최대 저항력을 나타냅니다. 정량적인 강도와 가장 관련성이 높은 특성은 인장 강도 (Tensile Strength), 압축 강도 (Compressional Strength), 굴곡 강도 (Flexural Strength), 비틀림 강도 (Torsional Strength) 및 충격 강도 (Impact Strength)가 있습니다.
연신율 (Ultimate Elongation) : 재료에 하중을 가했을 때 파단 한계 전까지 얻을 수 있는 재료의 최대 변형률을 나타냅니다. 재료 길이의 변화율로 측정할 수 있습니다.
영률 (Young’s Modulus) : 선형 탄성을 가지고 있는 재료에 가해진 힘인 응력과 재료의 변형률 사이의 관계를 나타내는 탄성 계수 입니다. 이를 통해 재료 고유의 강성 (Stiffness)을 효과적으로 측정할 수 있습니다.
특히, 반결정성 고분자에서 강도를 포함한 전반적인 기계적 특성에 영향을 미치는 물리적 요인은 다음과 같습니다.
분자량 (Molecular Weight) : 고분자의 분자량이 증가함에 따라 인장 강도도 증가합니다.
작은 분자량을 가지는 재료의 경우, 약한 분자간 상호작용 (Van Der Waals Interaction)에 의해 고분자 사슬이 서로 약하게 연결됩니다.
반면 큰 분자량을 가지는 고분자의 경우에는 고분자 사슬들이 길어지고 부피가 커져서 서로 얽히게 됩니다. 결과적으로 고분자는 높은 강도를 가질 수 있습니다.
가교 (Cross-Linked Morphology): 고분자 사슬의 상대적인 움직임을 저해하여 고분자의 강도를 높입니다.
결정화도 (Degree Of Crystallinity): 일반적으로 결정상에서는 분자 간 상호작용이 강하기 때문에 결정화도가 증가하면 고분자의 강도가 증가합니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
플라스틱을 계속 구부리면 하얗게 되는 이유는
접힌 부분의 플라스틱이 늘어나서 그렇습니다
그러다 플라스틱이 견딜 수 없으면 끊어지는 것입니다
