│ 플라스틱 시대
우가차카, 우가우가!
이런 소리를 들으면 가장 먼저 떠오르는 것이 무엇인가요? 혹시 석기시대의 원시인들이 생각나지 않으신가요? 그 시대의 원주민들은 도구를 만들기 위해서 돌을 갈거나 쪼개서 창이나, 도끼와 같은 도구 만들었습니다. 그만큼 그 시대에 돌이 중요하였기에 석기시대라 불렀지만, 이런 돌을 대신하기 시작한 것이 바로 금속입니다.
돌보다 단단하고 반짝반짝 빛나는 금속! 게다가 녹여서 틀에 부으면 원하는 모양을 만들 수 있어서 엄청난 사랑은 받았죠. 그래서 그 다음을 금속의 시대라고 부르는 사람들도 있답니다.
그렇다면 지금은 무슨 시대일까요?
그 정답은 주변을 빙그르르 돌아 보시면 눈에 띄게 알 수 있으실텐데요. 가장 많이 눈에 들어오는 재료가 무엇인가요? 사무실 책상 위 편리한 컴퓨터에도, 종이 위에 인쇄를 해주는 프린터에도, 아침마다 쓰는 칫솔에도, 심지어 글씨를 쓸 때 쓰는 펜에도 사용되는 이것은 플라스틱입니다.
이렇게 지금 우리가 사는 시대에는 플라스틱이 없으면 제품을 만들 수가 없을 정도로 정말 많이 사용되고 있기에, 지금 시대는 플라스틱의 시대라고 해도 과언이 아니랍니다.
이런 플라스틱 시대는 과연 언제부터 시작되었을까요?
오늘은 플라스틱이 어떻게 탄생되었고, 지금은 어떻게 쓰이고 있는지, 그리고 미래에는 어떤 모습을 보여 줄지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
│ 짜장면은 당구에서 플라스틱은 당구공에서
온 국민의 사랑을 독차지하고 있는 짜장면!
검정색의 소스에 탄력 있는 면발을 슥슥 비벼서 먹는 다고 생각만 해도 입안에서 군침이 흐르는데요.
이런 짜장면을 더욱 맛있게 먹을 수 있다는 당구장에서 플라스틱의 역사가 시작되었다고 합니다.
1860년도에 미국 상류층에서는 당구가 유행이었는데요, 당시에는 당구공을 코끼리의 상아를 이용해 만들었다고 합니다. 상아로 만든 당구공은 가공하면 탁월한 광택과 공과 공이 부딪쳤을 때 나는 경쾌한 소리, 그리고 뛰어난 내구성으로 가장 많이 사랑 받는 재료였습니다.
하지만, 코끼리의 상아가 비싸다는 점과 코끼리를 죽여야지 얻을 수 있어서 문제가 되어 상금을 걸고 코끼리의 상아를 대신할 재료를 찾기 시작하였답니다.
그래서 만든 물질이 셀룰로이드입니다. 1869년에 만들어진 이 재료는 열을 가하면 말랑해지는 성질을 가지는 열가소성 물질이여서 쉽게 모양을 변형할 수 있고, 셀룰로이드를 이용해 만든 당구공은 상아로 만든 당구공처럼 단단하고 탄력도 있어서 좋은 재료로 인정받았답니다. 그렇지만 쉽게 깨지는 성질 때문에 현재는 다른 물질로 대체되었는데요.
현재는 페놀을 이용해 만든 플라스틱을 이용하고 있답니다. 페놀을 이용해 만든 플라스틱은 탄성과 광택, 내구성이 뛰어나고 정전기도 없어서 공식적으로 이 플라스틱만 이용해 당구공을 만들고 있답니다.
│ 금속은 이제 안녕~ 금속을 대체하는 플라스틱
금속이 쓰이는 곳은 정말 많은데요, 이런 금속을 사용한 것의 가장 큰 문제는 무게입니다. 만약 청소기를 이루고 있는 모든 부품이 금속으로 되어있다면 그 무게가 엄청날 텐데요. 그 때문에 청소를 위해서 청소기를 사용하고 나면 온몸에 있는 근육들이 비명을 지를 겁니다.
그래서 최근에는 금속을 대체하기 위해서 플라스틱을 사용하는 추세입니다. 일반적인 플라스틱에 경우 열에 쉽게 녹고 강도가 약해서 금속을 대체할 수 없지만, 금속을 대체하기 위해 만들어진 특별한 플라스틱인, 엔지니어링 플라스틱은 이러한 약점을 극복하여 속속 들이 사용되고 있답니다.
이런 엔지니어링플라스틱이 가장 많이 사용되는 곳이 자동차입니다. 평균적으로 자동차 내부에는 약 200kg 정도의 엔지니어링플라스틱이 사용되고 있다고 합니다. 먼 거리를 이동해야 하는 자동차는 연료 소모량을 줄이기 위해서 가볍게 만드는 것이 중점인데요, 기존에는 금속을 이용해서 부품을 이용했지만, 플라스틱으로 대체하면서 차량의 무게를 많이 줄일 수 있었습니다. 그래서 현재는 차량 내부에 편의 시절에 사용하는 것뿐만 아니라 필수 부품들에 까지 플라스틱이 사용되고 있는데요, 범퍼, 페달, 연료탱크 등에 사용되고 있습니다. 또한 2000년도에는 한 자동차 회사에서 열에 아주 강한 플라스틱을 이용해서 경주용 자동차용 엔진을 만들어서 세상을 놀라게 했답니다.
PVC는 열에는 약하지만, 변형이 쉽고 가볍다는 장점을 인정받아서 금속을 대체하고 있는데요. 가장 많이 사용되고 있는 곳이 파이프입니다. 철물점에 가시면 회색의 파이프들이 줄지어서 나열되나 있는 것을 보셨을텐데요. 이것이 바로 PVC파이프 입니다. 파이프 외에도 창틀을 만드는데 원료로 사용되고 있는데요, 과거에는 금속을 이용해서 창틀을 만들어서 오래된 창틀에 경우 휘어지거나 녹이 슬어서 문제가 되었지만 PVC를 이용해 만든 창문에 경우 이러한 단점이 없고 내구성도 뛰어나서 많은 사랑을 받고 있습니다.
이렇게 금속을 대체하고 있는 PVC는 이외에도 가죽을 대체하기 위해 합성피혁을 만드는 곳에 사용되기도 하고, 필름으로 변형되어서 이용되기도 합니다. 팔방미인인 PVC는 한화케미칼에서도 생산되고 있는데요! 1966년부터 생산을 하여서 현재는 많은 연구를 통해서 세계최고 품질의 PVC를 생산하고 있답니다.
│ 플라스틱으로 이루어진 미래의 세상
미래에는 플라스틱이 어떤 변신을 할까요?
지금은 플라스틱이 금속의 일부만 대체하고 있지만 미래에는 모든 금속을 대체할 것으로 예상됩니다. 금속의 강도를 뛰어넘는 플라스틱인 케블러 섬유와 아라미드 섬유는 벌써 개발되었고, 수 백도의 온도에도 잘 견디는 플라스틱도 개발되어서 다양하게 응용될 것입니다.
또한 2000년도에 노벨화학상은 전기가 통하는 플라스틱을 만든 히데키 시라카와, 앨런 맥더미드, 앨런 히거에게 돌아갔는데요, 이처럼 모든면에서 금속을 능가하는 플라스틱이 개발되어서 더 이상 금속을 이용하지 않아도 되는 세상이 올 것입니다.
또한 플라스틱은 사람의 여러 장기를 대신할 것으로 예상되는 데요, 현재는 인공피부와 인공연골과 같은 분야에 사용되고 있지만 심장과 같은 주요 장기를 대신하는 플라스틱 심장도 개발되고 있습니다. 이외에도 혈관, 뼈 등을 대체하여 더 이상 장기이식을 하지 못해 생명을 잃는 경우가 줄어들 것입니다.
그렇지만 이렇게 뛰어난 플라스틱이 가지는 현재의 가장 큰 문제는 환경적으로 악영향을 미친다는 것입니다. 그래서 미래에는 친환경적인 플라스틱이 주로 사용될 텐데요. 바이오 플라스틱이라고 불리는 이 플라스틱은 잘 썩는 형태로 만들어서 자연적으로 놓아도 분해가 되도록 하거나 또는 특수한 처리를 하면 쉽게 분해되어 지금과 달리 환경에 피해를 줄이는 방향으로 개발이 될 것입니다.
현재도 몇몇 제품에 경우 개발되어 사용되고 있답니다. 아직은 기존의 플라스틱 제품에 비해 가격이 비싸서 사용량은 많지 않지만, 앞으로 개선이 되면 더 많은 바이오 플라스틱을 볼 수 있을 것 같아요.
지금까지 플라스틱의 과거와 현재, 그리고 미래에 대해서 알아보았는데요, 여러분이 상상하신 미래에는 플라스틱이 어떤 모습을 하고 있을지 궁금하네요.
* 참고문헌
LANXESS Web magazine, http://webmagazine.lanxess.co.kr/index.php?id=228&L=6
한화케미칼, http://hcc.hanwha.co.kr/pro/pro_idx.jsp?idx=9
엔지니어링 플라스틱 기술 동향, 최기대
과학동아, 금속 몰아내는 고성능 플라스틱, http://science.dongascience.com/articleviews/article-view?acIdx=11034&acCode=4&year=2012&month=09&page=1
한화케미칼 블로그, http://www.chemidream.com/103
자원 활용이 용이하고 혁신적이며 필수적인 플라스틱, BASF