셀룰로이드가 아세톤에 녹는 현상은 분자 간 인력과 관련이 있습니다.
셀룰로이드는 셀룰로오스(천연 고분자)와 질산과의 에스테르화 반응으로 생성된 질산 셀룰로오스를 주성분으로 하는 열가소성 플라스틱입니다. 셀룰로오스 사슬 간에는 수소결합이 존재하여 결정성이 높고 단단한 고체 상태를 유지합니다.
반면 아세톤(CH₃COCH₃)은 극성이 있는 유기용매로서, 카르보닐기(C=O)에 의해 양쪽으로 비대칭 전하분포를 갖습니다. 이러한 극성으로 인해 아세톤 분자는 셀룰로이드의 고분자 사슬 사이로 침투할 수 있습니다.
아세톤이 셀룰로이드에 접촉하면, 아세톤 분자와 셀룰로오스 분자 간에 새로운 분자간 인력(쌍극자-쌍극자 인력, 수소결합 등)이 형성됩니다. 이는 셀룰로오스 사슬 간의 결합력을 약화시키고, 사슬의 운동성을 증가시켜 셀룰로이드가 팽윤되고 점차 녹게 만듭니다.
즉, 셀룰로이드와 아세톤 간의 강한 분자 간 인력으로 인해 고분자의 결정구조가 파괴되면서 아세톤에 용해되는 것입니다. 이러한 과정은 열역학적으로 자발적이며, 용매화(solvation)라고 불립니다.