고분자 가공 - 난연제
대부분의 고분자는 유기물질로 구성되어 있으므로 불에 잘 타며, 탈 때 많은 유해한 물질을 배출하므로 고분자에 난연성을 부여하는 것이 요구된다. 대표적인 예로서 TV, 라디오, 전자렌지 등의 가전제품에서 난연성을 지닌 플라스틱이 요구되며 섬유, 카펫, 커튼 등 상당수의 품목에서 난연 고분자의 사용이 공업규격으로 규정되어 있다. 고분자의 연소는 연쇄반응이며 라디칼에 의해 전파된다. 다음 반응식에서 보는 것과 같이 고분자 alkyl 라디칼이 산소와 반응하여 hydroxy 라디칼을 생성하며 이 생성된 라디칼은 고분자와 반응하여 연속적으로 고분자 라디칼을 생성한다.
난연제로 이용되는 halogen 화합물들이 hydroxy 라디칼과 반응하여 halogen 라디칼을 생성하며 이들이 고분자 라디칼과 반응하여 연쇄반응을 정지시킨다.
Halogen 라디칼이 고분자 라디칼과 반응하여 반응을 정지시키므로 많은 난연제들이 halogen 화합물로 이루어져 있다. 이들은 대개 외부에서 첨가되거나 아니면 tetrafluorophthalic anhydride 같이 고분자 합성 시 반응에 참여하여 고분자 속에 함유된다.
난연제로서 halogen 화합물의 성능은 다음과 같다.
I > Br > Cl > F
지방족 > 지방족고리 > 방향족
Sb2O3 자체는 난연효과가 적으나 halogen 화합물과 동시에 사용될 때 난연효과가 증가하여 난연효과를 내는 데 필요한 halogen 화합물 함량을 낮추는 효과가 있다. 우수한 난연효과를 가진 인 화합물은 단독으로 사용할 때는 열 안정성에 문제가 있으나, halogen 화합물과 동시에 사용될 때 난연효과를 증대시킨다.
고분자 가공 - 경화제
고무 및 열가소성 수지에 사용되는 가교제 및 열경화성 수지에 사용되는 경화제들은 가교반응을 일으켜 최종 제품의 기계적, 열적 및 화학적 성질에 크게 영향을 미친다. 가교 또는 경화반응이 일어나면 점도가 크게 증가하므로 성형 시 세심한 주의를 요한다.
고무의 가교반응에는 황과 과산화물이 주로 사용되며 이 때 가교반응을 촉진시키기 위해 가속제가 사용된다. 가장 일반적인 가교제로서 황과 가교촉진제로 mercaptan 화합물들이 쓰인다. 한편 반응속도 조절용 첨가제로 Ni 계통의 화합물이 사용된다. 첨가제를 섞은 후 열에 의해 가교 정도를 증가시킴으로써 강도, 탄성 및 점성 등을 조절하게 된다.
천연고무, SBR 고무 등의 합성고무는 모두 황을 이용하여 가교된다. 그러나 silicon 계통의 합성고무는 과산화 화합물로 가교한다.
산소 하에선 alkyd 수지 같은 불포화 polyester의 경화반응에는 cobalt염, 납염 등이나 linoleic acid 같은 유기산이 사용된다. 다음 반응에서 볼 수 있듯이 산소는 과산화물을 형성하며 생성된 과산화물이 금속염 같은 경화제와 반응하여 가교화할 수 있는 고분자 라디칼을 형성하므로 가교가 일어난다.
고분자 가공 - 기타 첨가제
가공 또는 사용 중 발생하는 정전기를 방지하기 위해서 대전방지제가 첨가되며 특히 자기테이프 같은 전자제품에 긴요하게 사용된다
대전성은 표면에 관련되는 성질로써 대전방지제를 가공 중 혼합하더라도 표면으로 확산이동될 수 있어야 한다. 따라서 가공 또는 혼합 시 첨가되는 대전방지제는 고분자와 상용성이 적당히 있는 반상용성의 것이 좋다. 이와 가은 경우 표면으로 계속 이동하여 표면에서 사용에 의해 닳아 없어진 대전 방지제를 대체할 수 있다. 대표적인 것으로 4차 ammonium 화합물 같은 이온성 물질 또는 polyethoxylate 같은 물질이 사용된다.
이 외에도 혼합 시 첨가되어 열 또는 화학반응에 의해 질소 등의 가스를 발생시키는 발포제, 색을 내는 착색제 및 안료, 살균이나 살충효과를 내는 물질 등이 고분자의 성형 및 혼합 시 첨가제로 사용되다.