플라스틱 가공품에 들어가는 산화방지제는 어떤 원리로 산화를 방지해 주나요?

Question

안녕하세요

플라스틱 가공품에는 대부분 산화방지제가 들어가서 산화를 방지 시켜준다고 하는데요

어떤 매커니즘에 의해서 산화를 방지시켜주나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

플라스틱 가공품에 사용되는 산화방지제는 플라스틱이 노화되거나 분해되는 것을 방지하기 위해 사용됩니다. 이러한 산화방지제는 플라스틱 내부에 혼합되어, 플라스틱과 산소의 반응을 억제하거나 또는 늦춥니다. 이렇게 함으로써 산화방지제는 플라스틱의 내구성과 수명을 연장시키는 역할을 합니다.

보통 산화방지제로는 토코페롤과 비타민 C 등이 사용되며, 이들은 각각 다른 작용원리를 가지고 있습니다. 토코페롤은 자유라디칼을 잡아내어 활성산소를 제거하거나, 분자 내부의 히드록시기를 보호하여 분자가 부식되는 것을 방지합니다. 반면 비타민 C는 플라스틱 내부에서 자유라디칼을 제거하고, 산소의 접근을 막아 산화반응을 억제합니다. 이렇게 산화방지제는 플라스틱 제품의 내구성을 높이고, 자외선 등으로 인한 변색 등을 방지하여 제품의 수명을 연장시키는데 중요한 역할을 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

산화방지제는 두 종류를 사용하게 되는데, 프리라디칼 스캐빈저와 과산화질소 스캐빈저다. 프리라디칼 스캐벤져스는 1차 산화방지제 또는 라디칼 체인 종료제라고도 불리는 반면 과산화질소 스캐벤져스는 2차 산화방지제 또는 수산화 분해제라고 불린다.

1차 산화방지제

이름에서 알 수 있듯이, 프리라디칼 스캐빈저는 과산화, 알코시, 히드록시산소와 같은 사슬 형성 활성산소와 연쇄 종료 반응한다. 이 반응데 대해서 더 자세히 살펴보게 되면, 1차 산화 방지제는 알코시와 하이드록시 활성산소에 수소를 기부하는데, 이것은 수소를 각각 불활성 알코올과 물로 바꾼다. 즉, 불안정 상태에서 안정 상태로 변하는 것이다.

대표적인 상용화된 1차 산화방지제는 주로 페놀계이다. 이 화합물들은 광범위한 분자량, 구조, 기능성을 가지고 있어서 가장 많이 사용된다. 그 중에서도 널리 사용되는 1차 산화방지제는 sterically hindered 페놀이다. 이 종류는 가공될 때의 열 분해나 장기 열 노화를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 이 두 가지 경우에 모두 매우 효과적인 라디칼 스캐빈저로, 일반적으로 색변화가 일어나지 않는다. 이 제품은 FDA 승인을 받아 사람에게도 안전하다.

2차 산화방지제 (과산화수소 스캔빈저)

2차 산화방지제는 과산화수소 스캔빈저 (2차 산화방지제) 역할을 한다. 알코시와 하이드록시산물로 분해되기 전에 수산화물(ROOH)을 비반응성 제품으로 분해한다. 2차 산화방지제와 1차 산화방지제는 매커니즘이 다르기에 같이 사용되고는 한다. 같이 사용할 경우 시너지 효과가 나기 때문에 한 가지만 사용되었을 때보다 월등한 효과를 보인다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.플라스틱은 화학적으로 안정된 물질이 아니기 때문에 산화될 수 있습니다. 산화란, 화학 반응 중에 산소와의 결합으로 인해 분자 구조가 파괴되고 물질의 물성이 변화하는 과정을 의미합니다. 이러한 산화 현상이 일어나면 플라스틱의 물성이 변화하고 색상 변화, 노화, 무게 감소 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 플라스틱 가공품에는 산화방지제가 사용됩니다. 산화방지제는 플라스틱 내부에서 산화반응이 일어나는 것을 방지하기 위해 작용합니다. 이는 산화반응을 억제하거나 중화시키는 것으로 이루어집니다.

주로 사용되는 산화방지제는 아황산화물, 티오류화물, 페노카페놀류, 비닐라닐린 등이 있습니다. 이들 물질은 플라스틱 내부에 산화가 일어나면 반응하여 활성산소와 결합하여 중화시키거나, 반응에 참여하여 산화반응을 억제합니다.

Answer 4

플라스틱 가공품에 들어가는 산화방지제는 산화를 방지하는 원리는 다양하다. 일반적으로 산화방지제는 산소와 반응하여 산화되는 것을 방지하는 화학물질이다. 이러한 산화방지제는 플라스틱 가공품에 첨가되어 플라스틱이 산화되는 것을 방지한다. 산화방지제는 플라스틱의 종류와 사용 용도에 따라 다양한 종류가 있다.예를 들어, 폴리올레핀 플라스틱에는 페놀계 산화방지제가 사용된다. 이 산화방지제는 폴리올레핀 플라스틱의 산화를 방지하고, 열 안정성을 향상시킨다. 또한, 폴리카보네이트 플라스틱에는 황계 산화방지제가 사용된다. 이 산화방지제는 폴리카보네이트 플라스틱의 산화를 방지하고, 열 안정성을 향상시킨다.산화방지제는 플라스틱 가공품의 수명을 연장시키는 역할을 한다. 플라스틱 가공품은 자외선, 열, 습기 등의 환경적 요인에 노출되면 산화되어 노화되고, 결국 파괴된다.