쉽게 이해하는 화학용어 ④ 폴리머와 모노머 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (237)

플라스틱과 천연고무, 녹말, 단백질. 이들의 공통점은 무엇일까요? 바로 고분자 물질이라는 것입니다. 

고분자는 영어로 폴리머(Polymer)라고 하는데요, 플라스틱과 같이 인공적으로 합성한 합성 고분자, 녹말이나 단백질, 천연고무 등과 같은 천연 고분자로 나눌 수 있습니다.

폴리머와 함께 자주 등장하는 용어가 또 하나 있습니다. 바로 모노머입니다. 오늘은 이 폴리머와 모노머에 대해 알아보고, 서로 어떤 차이가 있는지 살펴보겠습니다. 

◆단량체, 모노머란?

에틸렌 모노머의 이미지, 출처=https://easychem.com.au

모노머(monomer·단량체)는 ‘하나’와 ‘부분’을 각각 의미하는 그리스어 ‘모노’와 ‘메로스’에서 유래하였습니다. 

중합체라고 불리는 큰 분자 내 반복되는 구조 또는 기본 단위가 모노입니다. 모노머는 다른 모노머 분자와 함께 반응해 중합이라는 과정을 거치면 더 큰 사슬 또는 3차원 네트워크를 형성할 수 있습니다.

◆고분자, 폴리머란?

출처=GALAXACT

폴리머는 한가지 이상의 모노머 단위가 서로 연결된 분자로 이루어진 물질입니다. 

또한 단량체가 2개 이상 결합했다는 의미에서 ‘중합체’라 불리기도 합니다. 모노머를 서로 연결시켜 고분자로 만드는 반응을 중합(polymerization)이라 합니다. 

◆폴리머와 중합

중합 이미지. 출처=www.vectorstock.com

단량체 모노머는 고분자 폴리머를 구성하는 기본 재료인데요, 이들을 서로 연결시켜 고분자로 만드는 반응을 중합입니다.

고분자는 대개 수백에서 수만개의 단량체가 중합되어 이루어집니다. 비교적 적은 개수의 단량체가 중합된 고분자를 ‘저분자량’, 많은 개수로 중합되면 ‘고분자량’이라고 각각 부릅니다. 

◆폴리머 명칭

출처=aiche.org

폴리머(고분자) 명칭을 정하는 대표적인 방법은 기본 단량체명 앞에 ‘Poly’라는 접두어를 붙이는 것입니다. 

예를 들어 에틸렌(ethylene)을 단량체로 하는 고분자는 폴리에틸렌(Polyethylene), 스티렌(styrene)을 단량체로 하는 고분자는 폴리스티렌(Polystyrene)이라고 각각 표기합니다, 염화비닐(vinyl chloride)을 단량체로 하는 고분자는 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride·PVC)이라고 합니다. 

◆대표 폴리머…PE, PVC

PE 플라스틱병 이미지

우리가 일상 생활에서 가장 많이 사용하는 대표적인 폴리머로는 폴리에틸렌(PE)과 PVC를 들 수 있습니다. 

PE는 탄소와 수소만으로 이뤄진 고분자로, 과일과 야채 등을 포장하는 비닐류와 종량제 봉투, 그리고 각종 플라스틱 용기를 제작하는 데 쓰이고 있습니다. PE는 밀도에 따라 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)으로 구분할 수 있습니다.

PVC 창호, 바닥재 이미지

PVC는 에틸렌 분자의 수소 하나를 염소로 치환한 염화비닐을 중합해 생성하는데요. 파이프와 바닥재, 벽지, 창호 등의 건축자재부터 신발, 가방, 인조가죽 제품, 옷 등 생활용품까지 매우 다양한 분야에서 이용되고 있습니다.

폴리머와 모노머, 처음 들었을 땐 어려운 화학용어 같기도 하지만, 알고 보면 일상 생활에서 가장 많이 활용하고 있는 물질입니다.

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