생활용품부터 산업원료까지! ‘변신의 귀재’ 합성수지 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (157)

many-colored ends of multicoloured plastic drinking straws close up

식품용기부터 포장재, 생활용품뿐만 아니라 자동차와 전자제품, 건축자재 등 산업용 원재료에 이르기까지 우리 일상과 가장 밀접한 관계가 있는 것 중 하나가 바로 석유화학 제품입니다. 그 중에서도 광범위하게 사용되고 있는 것이 바로 플라스틱입니다. 플라스틱은 합성수지라고도 불리는데요.

오늘은 우리 생활에서 없어서는 안 될 합성수지에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

◆석유에서 탄생한 합성수지

합성수지 이미지. 출처=한화솔루션

합성수지(synthetic resins)는 석유나 천연 가스 등을 통해 얻어진 저분자 유기화학 물질을 대상으로 가열 등을 거쳐 탄생한 가소성(plasticity)을 지닌 고분자 물질을 뜻하는데요. 가소성이란 어떤 물질의 상태가 유동체(기체와 액체를 아울러 이르는 말)도 아니고 탄성체도 아니어서 어떤 외력을 제거해도 원형으로 돌아가지 않고 변형된 상태로 남아 있는 성질을 의미합니다. 

플라스틱(plastics)은 영어 ‘plasticity’(가소성)에서 유래한 것으로, 크게 열가소성과 열경화성으로 구분됩니다. 

◆열에 유동성을 지닌 열가소성 플라스틱

Bottles of water on blue background

열가소성(Thermo) 플라스틱은 열을 가하면 녹고, 온도를 낮추면 고체 상태로 돌아가는 특성을 지니고 있는데요. 열을 가하면 원래 상태로 돌아가 재활용할 수 있다는  특징을 지니고 있습니다. 

일상생활에서 자주 볼 수 있는 페트(PET·폴리에틸렌테레프탈레이트)병(사진)이나 식품 및 세제 용기, 장난감, 비닐 등이 열가소성 플라스틱으로, 폴리에틸렌(PE)과 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 등이 있습니다. 

◆열에 유동성을 지니지 않는 열경화성 플라스틱

에폭시 바닥재. 출처=thehouseturkey.com

열경화성(Thermosetting) 플라스틱은 열을 가하면 굳습니다. 이렇게 한번 굳어지면 재가열해도 부드러워지거나 녹지 않는 특징을 지니고 있습니다. 

경도(단단한 정도)가 높고 기계적, 전기적 성질이 뛰어나 공업 재료로 많이 쓰이는데요. 그 종류로는 페놀 수지와 에폭시 수지, 폴리우레탄(PU), 불포화 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지 등이 있습니다. 

◆저비용, 고효율 대량생산 가능!

Various plastic packagings

합성수지가 우리 생활에서 광범위하게 이용되는 이유는 무엇일까요? 무엇보다 가벼우면서도 강도가 높고, 투명 및 성형성이 뛰어나 다양한 용도로 제작 및 사용할 수 있다는 장점이 큽니다. 여기에 우수한 절연성으로 전기 및 전자 제품의 부품에, 그리고 방수·방습성으로 건축자재 및 선박, 각종 저장 탱크 등에도 쓰이고 있습니다. 

아울러 위생적이어서 식품을 효과적으로 보호하고, 가공성이 좋아 유리나 금속, 도자기 등에 비해 손쉽게 정밀한 제품을 만들 수 있습니다. 또한 단시간 내 제품을 대량으로 생산할 수 있어 효율적입니다.

◆합성수지, 천연자원을 대체하다!

Green planet, conceptual computer artwork.

현재 플라스틱은 무분별하게 이용되고 버려지는 1회용품으로 인해 환경을 훼손하는 주범으로 떠올랐는데요. 다만 나무와 유리, 금속, 그리고 동물의 가죽을 대체하여 천연자원의 고갈을 억제하는 역할을 하고 있습니다. 

합성수지는 우리 생활을 더욱 편리하게 해줄 뿐만 아니라 자연을 지키는 역할을 동시에 수행하고 있는 석유화학 제품인데요. 여기서 더 나아가 한화솔루션은 플라스틱 쓰레기로 인한 환경오염 문제 해결을 위해 친환경 화학 소재의 개발을 위해 노력하고 있습니다. 지속가능한 미래를 위해 연구를 지속하는 한화솔루션에 많은 관심과 응원 부탁합니다. 

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