우리 주변에는 고분자 물질이 참 많습니다. 석유를 원료로 하여 생산되는 고분자 물질들은 어느새 우리의 일상 속에 깊숙이 들어와 있는데요. 이공계생이라면 고등학교 시절 한 번쯤 접해보았을 유기물질이며, 과학전공자가 아니더라도 하루에 수없이 고분자 물질과 마주치고 있습니다. 그렇다면 한화케미칼에서는 어떤 고분자들을 생산하고 있을까요? 많은 분들에게 어렵게 느껴지는 고분자의 의미와 용도, 한화케미칼의 고분자 개발에 대해 간단하게 알아보도록 하겠습니다.
고분자의 #정의
▲ 출처: 위키피디아, https://ko.wikipedia.org
일반적으로 분자량이 1만 이상인 물질을 일컬어 고분자라 합니다. 이런 거대한 물질이 만들어지려면 상당히 안정적으로 서로의 팔을 잡는 원자들이 필요한데요. 금속의 경우 덩어리질 수는 있지만, 너무 무겁고 가공하기 힘들기 때문에 탈락입니다. 또한 기체를 비롯한 비금속 원소의 경우 붙이기도 힘들고 공정을 처리하기도 적합하지 않습니다. 그래서 결국 찾아낸 것이 바로 탄소였습니다.
탄소는 팔이 4개일 뿐만 아니라, 상당히 안정적으로 결합하고 있어 다양한 원소들을 팔로 잡을 수 있다는 장점을 가지고 있습니다. 인위적으로 탄소들을 붙이거나 떼기도 쉽습니다. 약간의 실험적 장치만 이용하면 손쉽게 결합을 유도하고 연쇄적으로 반응을 일으킬 수도 있습니다. 탄소와 비슷한 원소로 실리콘이 있는데요, 실리콘은 탄소만큼 풍부하지는 않아 주로 반도체 생산에 많이 사용되고 있습니다. 탄소는 석유를 정제하기만 하면 대량으로 얻을 수 있고 단가도 쌉니다. 최근 각광받는 신소재, 탄소나노튜브를 들어보셨나요? 탄소를 나노사이즈에서 붙이고 가공하여 튜브 모양으로 말아놓은 것인데, 전기도 통합니다. 탄소를 이용한 고분자 조작은 이제 사람과 떼려야 뗄 수 없는 관계가 되었습니다.
고분자를 연구하는 #한화케미칼
요즘 한화케미칼에서 중점을 두고 있는 고분자가 2개 있습니다. 첫 번째는 TDI인데요. TDI란 톨루엔 티이소시아네이트의 줄임말로 폴리우레탄의 원료가 됩니다. 폴리우레탄은 학교 농구장에서 접할 수 있는 바닥재가 되기도 하고, 어린이 놀이터의 푹신한 바닥이 되기도 하고, 접착제, 합성 가죽, 도료 등 굉장히 많은 곳에 쓰입니다. 특히 요즘 안전사고가 급증함에 따라 일반 공원 바닥도 폴리우레탄 재질로 양생하기도 합니다. 최근 새집증후군 문제가 대두되고 있는데, 폴리우레탄은 휘발성이 적어 환경적으로도 좋습니다. 경화제 및 도료로도 많이 쓰여, 차량 및 완구류에 필수불가결한 원료입니다.
두 번째는 PVC입니다. PVC는 폴리비닐클로라이드의 약자로, 보통 단단하고 2차 변형이 힘들어 경질 소재로 많이 사용되고 있습니다. 각종 용기, 필름, 완구류, 섬유 등에 많이 쓰이고, 특수 가공한 것들은 파이프, 코팅제 등으로도 쓰입니다. 불투명한 것이 대부분이지만 투명하게 만들 수도 있습니다. 이 고분자의 경우 산이나 각종 유기용매에 저항성이 강하고 가소제가 들어가지 않으면 매우 단단합니다. 단 강한 압력에는 깨질 수 있고 접착이 어렵다는 점이 양날의 검으로 작용하죠. 최근 많은 산업 분야에 응용되고 있고, 개발된 지 시간이 꽤 지났지만 지속적으로 수요가 상승하고 있는 고분자 중 하나입니다.
한화케미칼에서 고분자에 기울이는 #노력
그렇다면 왜 한화케미칼은 고분자에 많은 노력을 기울이고 있을까요? 첫 번째로는 고분자의 일반적인 성질을 들 수 있습니다. 고분자 생산 공정은 보통 세부적인 부분만 다르고 큰 방향은 같이하는 경우가 많습니다. 탄소 화합물의 성질상 고분자의 생산 원리와 비슷하기 때문이에요. 또한 미래기술이라 불리는 탄소나노튜브나 그래핀 등 최근 반도체 분야에서 이슈가 되는 부분도 고분자 기술의 응용으로부터 얻을 수 있습니다.
두 번째로는 고분자를 얻기가 매우 쉽다는 점입니다. 석유로부터 쉽게 얻을 수 있고 공정이 복잡하지 않아 상대적으로 다른 물질들에 비해 가격 대비 좋은 성능을 보여주고 있습니다. 연구가 오래된 만큼 새로운 고분자의 개발 역시 매년 연구팀들에 의해 속속 등장하고 있습니다. 실험실에서도 몇 가지 간단한 도구들을 이용하여 쉽게 고분자를 만들 수 있습니다.
세 번째로는 활용 가능성이 무궁무진하다는 점입니다. 화장품, 제연경계벽, 각종 코팅제, 접착제, 타이어, 인형, 튜브, 전자제품의 케이스 등 고분자가 쓰이지 않는 곳이 없습니다. 즉 수요가 웬만해서는 줄지 않는다는 것이고 공급 역시 매우 비탄력적이어서 대량생산을 하기 용이합니다. 일단 생산하면 안 팔리는 일은 거의 없다는 것인데요. 게다가 최근 생산현황도 한국 고분자산업의 손을 들어주고 있습니다. 단적인 예로 중국 PVC산업에 제동이 걸렸습니다. 한국은 에틸렌으로부터 PVC를 생산하고, 중국은 석탄으로부터 PVC를 생산하는데, 중국의 환경 규제로 인해 석탄값이 상승하기 시작한 겁니다. 반면 한국은 저유가 시대에 간결한 정유공정으로 에틸렌을 지속적으로 생산하고 있습니다. PVC뿐만 아니라 각종 고분자들의 가격 역시 급등하고 있는 추세라, 영업이익을 내고 이를 연구개발에 투자하는 선순환이 고분자산업에서 계속 이뤄지고 있습니다.
지금까지 고분자산업의 중추 한화케미칼에서 어떤 고분자들을 생산하고 있는지 알아보았습니다. 많은 분들이 고분자라는 단어가 주는 생소함 때문에 고분자를 어렵게 느끼고, 우리의 생활과는 멀리 떨어져 있는 물질이라고 생각하시는 경우가 많은데요. 고분자는 우리 주변에서 쉽게 발견할 수 있으며, 우리의 생활을 편리하게 해주는 물질입니다. 또한 앞으로 각종 산업의 중추가 될 원료이자 지속가능한 발전의 핵심적인 재료인데요. 무역국가 한국을 세계로 이끌 고분자산업에 끊임없이 연구 개발을 아끼지 않고 있는 한화케미칼을 응원해주시기 바랍니다.
* 이 콘텐츠의 모든 저작권은 한화케미칼 공식 블로그 케미칼드림에 있습니다.