'가황'에 해당되는 글 1건

고무 속 화학 이야기

 

 

 

 

 

 

안녕하세요. 유쾌발랄 화통이입니다.

2년 전 석촌호수에 띄워진 러버덕을 기억하시나요?

러버덕은 목욕탕의 욕조에서 둥둥 떠다니는 노란 고무오리에서 착안하여 프로렌타인 호프만이 고안하여 전세계적으로 평화와 행복, 희망의 메세지를 전달하기 위해 시작된 것인데요. 귀여운 외모와 특별함을 더하여 사람들에게 긍정적인 자극을 주었었죠.

오늘은 노란 오리를 만들어준 재료 고무에 대해 알아볼까 합니다.

 

 

 

 

질긴 고무는 고분자

 

고무는 힘을 가해주면 늘어났다가 힘을 빼면 다시 본래대로 돌아가는 특징이 있는데, 부드럽고, 변형이 쉽다는 장점을 가지고 있습니다.

탄성은 외부의 힘에 의해 변형된 물체가 원래의 상태로 돌아가려는 성질을 말하는데, 변형의 한계점이 지나면 돌아가지 않는 힘을 잃어버립니다. 늘어날 때에는 물체 안의 원자배치가 안정한 구조에서 일그러진 형태로 변하게 되는데 이렇게 되면 에너지가 높아져 불안정한 상태가 됩니다.

 

 

 

 

 

고무는 탄소 5개와 수소 8개로 이루어진 이소프렌이라는 분자가 연결되어 만들어진 고분자라는 것을 전기화학의 아버지 페러데이가 발견합니다. 이소프렌은 석유 정제의 부산물로 얻어지는데요. 요즘에는 사탕수수대나 옥수수대로부터 다당류를 추출하여 이소프렌으로 전환시켜 바이오이소프렌을 합성하는 연구도 활발히 진행되고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

천연 고무는 고무나무로부터..

 

고무의 산지는 대부분 적도 부근, 동남아시아에 집중되어 있는데요. 고무나무 줄기에 상처를 내면 수액이 그림과 같이 나오는데 이 때 얻어진 수액을 라텍스라고 합니다. 단백질 층에 쌓인 천연고무 입자가 물 속에 떠 있는 액체형태인데요. 과거에는 라텍스를 가열하거나 연기에 그을려 생고무를 만들었습니다.

 

고무를 유럽으로 처음 소개한 사람은 누구일까요? 바로 신대륙 개척자 콜럼버스입니다. 그는 원주민들이 튀어오르는 공을 가지고 놀이를 하는 것을 보고 그 재료에 놀라 유럽에 처음 소개를 합니다. 그러나 천연고무의 한계로 지우개나 장난감 등에만 주로 이용하게 되었죠.

고무를 의미하는 'Rubber'는 영어로 '문질러 지우다'에서 유래했다고 해요.

 

 

 

 

 

 

 

고무에 황(S)을 더하다?!

 

탄력성이 높은 고무가 상용화 되게 만든 사람은 바로 미국의 찰스 굿이어(Charles Goodyear, 1800~1860)입니다. 1839년 천연 고무덩어리와 황 혼합물을 난로위에 떨어뜨리게 되었고, 반응한 고무가 천연고무와는 다르게 뜨거운 열을 받고도 탄성을 유지한다는 사실을 발견하게 됩니다. 이처럼 고무에 황을 섞는 것을 가황이라고 하는데 이 가황을 통해서 고무의 탄성이 개선되었고, 내구성도 좋아지게 되어 다양한 산업군에도 사용되기 시작합니다.

 

 

가황을 하지 않은 고무는 변형이 되면 원래 모양으로 돌아오지 않으나 가황을 하면 탄력성이 증가해 원래 모양으로 잘 돌아오게 됩니다.

바로 고무를 이루고 있는 이소프렌 고분자들이 이황화 결합으로 서로 교차결합을 해서 분자의 성질이 변하게 되는 경우입니다.

 

 

 

지우개로 글씨를 지우고, 고무장갑을 끼고 설거지를 하며, 비오는 날 장화를 신고, 자동차를 운전하는 등 우리의 일상 생활에 깊숙이 자리 잡은 고무는 생산된지 100년이 넘은 소재입니다. 우리나라도 합성고무 분야에서는 꽤 경쟁력있는 위치에 있는데요. 앞으로도 더 많은 소재들이 개발되어서 우리 생활을 윤택하게 만들어주기를 기대해봅니다!

 

 

 

블로그 이미지

화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

티스토리 툴바