Wax가 표면을 보호하는 원리와 열에 의한 반응 여부

1. Wax가 표면을 보호하는 원리

Wax는 화학적 반응보다는 물리적인 보호층을 형성하여 반응성을 조절하는 역할을 합니다.
주된 보호 원리는 다음과 같습니다.

🔹 (1) 소수성 보호막(Hydrophobic Coating) 형성

• Wax는 일반적으로 **소수성(물에 잘 녹지 않음)**이므로, Latex, 이소시아네이트, 에폭시 등과의 직접적인 반응을 방지하는 역할을 합니다.
• 수용액에서 Wax가 분산될 경우, 고분자 표면에 물리적으로 흡착되어 보호층을 형성할 수 있음.
• 이 보호층은 반응성 화학물질(에폭시, 이소시아네이트 등)이 고무 입자와 직접 반응하는 것을 방해하여 응집(Gelation) 현상을 줄일 수 있음.

🔹 (2) 코팅 효과로 응집 방지

• Latex 입자나 다른 고분자 입자에 Wax가 미세한 코팅을 형성하면, 이온성 작용기(-COO⁻, -NH2 등)의 직접적인 노출이 줄어듦.
• 특히 SBR Latex는 음이온성을 가지므로, Wax가 코팅을 형성하면 다른 양이온/음이온 화합물과의 불필요한 전기적 상호작용을 억제할 수 있음.

🔹 (3) 점도 조절 및 유동성 향상

• Wax는 수분과 혼합되면 분산성 오일 형태로 작용하여 점도를 낮추고 유동성을 증가시킬 수 있음.
• 점도가 낮아지면, Latex 입자 간의 상호작용이 줄어들고, 결과적으로 Gelation 위험도 낮아질 가능성이 있음.

 

2. Wax는 열에 의해 반응하는가?

Wax는 기본적으로 화학적 반응보다는 온도에 의해 물리적 상태 변화(고체 ⇄ 액체)가 일어나는 물질입니다.
즉, Wax는 일반적인 화학 반응(에폭시, 이소시아네이트 등과의 공유 결합)이 아니라 열에 의해 용융되어 작용합니다.

🔹 (1) Wax의 주요 특성

• 대부분의 Wax는 50~150℃ 범위에서 녹으며, 일부 특수 Wax는 200℃까지 견딜 수 있음.
• 일반적인 화학 반응(공유 결합 형성)에는 관여하지 않음.
• 대신, 열에 의해 녹아 표면을 덮거나 코팅층을 형성하는 방식으로 작용.

🔹 (2) Wax가 열을 받았을 때의 변화

• 낮은 온도(상온~40℃): 분산된 Wax가 고체 또는 미세한 액체 입자로 존재하며, Latex나 다른 고분자 입자 표면에 흡착 가능.
• 중간 온도(50~100℃): Wax가 용융되면서 Latex 입자 표면에 균일한 보호막을 형성.
• 고온(150℃ 이상): Wax가 증발하거나 완전히 용융되며 보호막 역할이 감소할 수 있음.

➡ 따라서, Wax는 화학 반응보다는 물리적인 상태 변화(용융, 확산, 흡착)로 표면을 보호하는 역할을 합니다.

 

3. Wax가 Gelation 억제에 기여하는 이유

1. SBR Latex의 응집 방지:
   • Wax가 SBR Latex 표면에 물리적 보호층을 형성하면 이온성 작용기가 직접 노출되지 않아 Polycarboxyl Acid, 에폭시 등과의 불필요한 반응이 억제됨.
2. Latex 입자 간의 직접적인 충돌 방지:
   • Wax가 Latex 입자 사이에 물리적 간격을 형성하여, 입자 간 응집을 막고 균일한 분산을 유지할 수 있음.
3. 점도 조절 및 유동성 개선:
   • Wax가 수분과 함께 분산되면서 Latex 시스템의 점도를 낮추고 더 균일한 분산 상태를 유지하는 데 도움을 줄 수 있음.

 

4.결론

1. Wax는 열에 의해 반응하는 것이 아니라, 물리적인 코팅층을 형성하여 보호하는 역할을 합니다.
2. Wax는 Latex 입자나 고분자 표면을 덮어서, 이온성 반응을 억제하고 불필요한 화학적 상호작용을 방지할 수 있습니다.
3. Wax가 포함된 시스템에서는 Gelation 위험이 줄어들 가능성이 높습니다.
4. 하지만 너무 높은 온도에서는 Wax가 녹거나 증발하여 보호 효과가 사라질 수도 있습니다.

따라서, Wax를 최적의 조건에서 활용하면 Latex 및 고분자 시스템의 안정성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.