1. 가소제 (Plasticizer)
■ 목적 및 메커니즘
- 유리 전이 온도(Tg) 저감 : 고분자 사슬 간 분자간 힘을 감소시켜 유연성을 극대화하여 소재의 내구성을 증가시킴.
- 가공성 향상 : 용융 점도를 낮추어 사출/압출 성형 시 에너지 효율을 극대화하고 공정 속도를 향상.
- 화학적 안정성 : 프탈레이트계(DOP, DINP) 대신 DOTP, 에폭시 대두유 등 친환경 대체재를 적용하여 환경 친화적이며 장기적 안전성 보장.
■ 적용 사례
- 의료용 PVC 튜브 : DEHP 무첨가 가소제로 생체 적합성을 극대화하여 의료 안전성을 확보.
2. 열안정제 (Heat Stabilizer)
■ 목적 및 메커니즘
- 열분해 억제 : PVC 가공 시 발생하는 HCl 중화 및 불안정 염소 치환으로 분해를 철저히 방지.
- 착색 방지 : 폴리엔 구조 형성 차단을 통해 초기 황변을 최소화하여 미관 유지.
- 시너지 효과 : 주안정제(납, Ca/Zn)와 보조안정제(에폭시 화합물)의 복합 사용으로 성능 극대화.
■ 적용 사례
- 식품 포장용 PVC 필름 : 유기주석계를 사용하여 180℃ 고온에서도 높은 투명도를 보장.
3. 대전방지제 (Antistatic Agent)
■ 목적 및 메커니즘
- 표면 저항율 감소 : 흡습성 이온계 첨가제가 수분을 흡착하여 전도층을 형성, 정전기 발생 방지.
- 내마모성 강화 : 카본블랙/금속 산화물 복합 전도성 소재를 사용하여 내구성과 정전기 저항성을 극대화.
■ 적용 사례
- 전자부품 포장 : 폴리에스터 필름에 글리세린 모노스테아레이트를 도포하여 정전기를 최소화.
4. 착색제 (Colorant)
■ 목적 및 메커니즘
- 광학적 성능 : TiO₂를 활용하여 백색도를 극대화하고, 카본블랙으로 UV 차단 기능을 향상.
- 열안정성 : 무기 안료(카드뮴 레드) 대신 안트라퀴논계 유기안료를 사용하여 높은 내구성을 제공.
■ 적용 사례
- 유통 농산물 박스 : 청색 안료를 사용하여 광분해로 인한 변색을 효과적으로 지연.
5. 활성제 (Lubricant/Processing Aid)
■ 목적 및 메커니즘
- 마찰 계수 감소의 이중작 : 내부활성제인 스테아린산(C₁₇H₃₅COOH)의 카복실기(-COOH)가 고분자 사슬의 극성 부위에 화학적으로 결합. 이로 인해 사슬 간 판상 구조(Lamellar structure)가 형성되어 분자 간 마찰을 30~50% 감소시킴. 분자량 1,000~5,000의 폴리에틸렌 왁스(외부 활성제)가 기계 금형 표면에 0.1~2μm 두께의 윤활막을 형성, 금형과 수지 간 접촉 면적을 70% 이상 줄여 마찰 계수를 0.15→0.08 수준으로 저감.
- 유동성 개선 : 분자 사슬 간 슬라이딩 효과를 극대화하여 공정 창(Processing Window)을 확장(고분자 가공 공정에서 허용 가능한 온도, 압력, 시간 등의 조건 범위를 넓혀 공정 안정성과 생산 효율이 향상됨).
■ 적용 사례
- 투명 PET 병 : 몬드윅스 산화물(Mondvix Oxide) 계열 첨가제 (티탄(Ti) 또는 지르코늄(Zr) 기반의 나노 금속 산화물 복합체)을 적용하여 용융 균일성을 강화.
기타 플라스틱 첨가제
1. 충진제 (Filler)
- 목적: 플라스틱의 기계적 강도를 극대화하고 원가를 절감.
- 예시: 탈크(Talc), 탄산칼슘(CaCO₃)
2. 난연제 (Flame Retardant)
- 목적: 가연성을 줄이고 화재 위험을 효과적으로 방지.
- 예시: 할로겐계 난연제, 무기계 난연제(수산화 알루미늄, 인계 난연제)
3. 슬립제 (Slip Agent)
- 목적: 블로킹 현상을 방지하여 필름 가공성을 개선.
- 예시: 올레아마이드, 에루카마이드
4. 차단성 코팅제 (Barrier Coating Agent)
- 목적: 산소, 수분, 냄새 차단 성능을 극대화.
- 예시: EVOH, PVDC
5. 안정제 (Stabilizers)
- 목적: 열, 산화, 자외선으로 인한 분해를 효과적으로 방지.
- 예시: 산화방지제, 자외선 안정제, 열 안정제
6. 발포제 (Blowing Agents)
- 목적: 플라스틱 내부에 균일한 셀 구조를 형성하여 단열성과 충격 흡수성을 강화.
- 예시: ABS, PS, PVC, PU, EVA, PE, PP