플라스틱의 역사와 종류 1

우리의 일상생활에서 필요한 생활용품은 물론 자동차, 가전, 의료용품, 옷, 신발 등 생활 속 거의 모든 곳에 다양한 형태로 플라스틱이 사용됩니다. 플라스틱의 역사와 발전되어 온 과정을 알아보겠습니다.

 

플라스틱은 합성고분자화합물이라고 합니다.  일반적으로 고분자량 폴리머(Polymer : 단위체가 반복되어 연결된 고분자의 한 종류로 중합체라고 한다)이며 성능을 개선하거나 비용을 절감하기 위해 다른 물질을 포함할 수 있습니다.

플라스틱이라는 단어는 성형에 적합하다는 의미의 그리스어 플라스티코스(Plastikos)와 성형이라는 의미의 플러스토스(Plastos)에서 유래되었습니다.

 

 

플라스틱의 유형

열가소성 수지(Thermoplastic Resin) : 충분히 열을 가하면 부드러워지고 녹고 온도를 낮추면 고체 상태로 되돌아갑니다. 예로는 LDPE, HDPE, PP, PVC, PS, PTFE,  폴리에틸렌, 폴리스티렌  등이 있습니다.

열경화성 수지 (Thermosetting Resin) : 아무리 열을 가해도 부드러워지거나 녹지 않습니다. 예로는 에폭시, 폴리이미드, 페놀계 수지 등이 있습니다.

 

플라스틱의 종류

폴리에틸렌(Polyethylene:PE)

폴리프로필렌(Polypropylene:PP)

폴리스티렌(Polystyrene:PS)

폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate:PET 페트)

폴리아미드(Polyamids:PA)

폴리에스터(Polyester:PES)

폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride:PVC)

폴리우레탄(Polyurethanes:PU)

폴리카보네이트(Polycarbonate:PC)

폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene Chloride:PVDC 사란)

이외에도 다양한 플라스틱을 서로 섞어 사용하는 (OTHER)

 

특수플라스틱

폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene:PTFE 테프론)

폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone:PEEK 폴리케톤)

폴리에테르이미드(Polyetherinide:PEI 울템)

 

플라스틱의 역사

플라스틱의 개발은 껌(고무에 설탕과 박하 등 향료를 섞어서 만든 먹을거리), 셸락(Shellac: 인도, 태국, 미얀마 등 나무에서 사는 암컷 깍지벌레에 의해 분비되는 수지)  같은 천연 플라스틱 물질부터,

천연고무, 니트로셀룰로오스, 갈랄리드 처럼  화학적으로 수정된 천연물질,

베이클라이트, 에폭시, 폴리염화비닐 같은 완전 합성 분자로 발전해 왔습니다. 

 

셀룰로오스 기반 플라스틱

20세기 최고의 발명품인 플라스틱의 시작은 

1846년 독일의 화학자인 크리스티안 쇤바인(Christian Friedrich Schönbein. 1799~1868)이 스위스의 바젤대학 교수로 재직할 당시 실험 중에 진한 황산과 질산이 3:1로 섞인 용액을 면 천으로 닦았는데 몇 시간 후 용액이 묻은 면 천이 녹으면서 투명하고 끈적이는 물질이 만들어졌고, 이것을 말리는 과정에서 폭발이 일어납니다. 이것이 플라스틱 발명의 첫 단계이자 면화약(정제한 솜이나 기타 섬유소를 황산과 질산의 혼합액에 담가서 만든 화약)인 니트로셀룰로오스(Nitrocellulose)의 발견입니다.

이후 니트로셀룰로오스는 화약의 주원료가 됩니다.

 

19세기 중반부터 미국과 유럽에서 당구가 굉장히 유행했는데, 당시에는 코끼리의 상아를 깎아 당구공을 만들었습니다.

상아 1개로 8개의 당구공을 만들 수 있었다고 합니다. 

그런데, 당구를 즐기는 사람이 늘어나자  코끼리의 밀렵이 성행하여 코끼리의 개체수가 급격히 줄어들었고, 상아를 구하기 어려워졌습니다. 그러자,  미국의 당구공 제조업자들이 상아를 대체할 수 있는 당구공 재료를 개발하는 사람에게 1만 달러의 상금을 주겠다고 했습니다.  

 

1855년 영국 버밍엄 출신 화학자 알렉산더 파크스(Alexander Parkes)는 질산과 용매로 처리된 셀룰로오스(식물 세포벽의 주요 구성 요소)를 알코올에 용해한 뒤 틀에 넣어서 건조하면 원하는 모양을 만들 수 있다는 것을 발견합니다.

그는 이 물질을 파크신(Parkesine)이라고 이름하였습니다. 이것이 바로 원조 플라스틱입니다.

일반적으로 질산셀룰로오스 또는 피록실린으로 알려져 있는 이 결과물은 알코올에 용해되어 열을 가하면 성형될 수 있는 투명하고 탄력 있는 물질로 경화될 수 있습니다.

제품에 색소를 첨가하면 상아와 비슷하게 만들 수 있습니다.

파크스는 파크신(Parkesine)으로 1862년 런던 세계 박람회에서 동메달을 획득했습니다.

 

 알렉산더 파크스에 이어

1869년 존 웨슬리 하이아트(John. W. Hyatt, 1837~1920)는  녹나무의 장뇌(Camphor : 녹나무의 등치나 뿌리를 수증기로 증류하여 얻는 무색 투명하고 광택이 있는 결정체)에 질산섬유소(니트로셀룰로오스)를 넣었더니, 질산섬유소(니트로셀룰로오스)가 녹는 것을 발견하게 됩니다. 

존 하이아트는 나무에서 추출한 천연수지 셀룰로오스에 열을 가하면 어떤 모양이든지  만들 수 있고, 식으면 상아처럼 단단해지는 특성이 있는 것을 발견했습니다. 존 하이아트의 형 인 이사야 하이야트가 이것을 셀룰로이드(셀룰로오스와 비슷한 물질)라고 이름을 붙였습니다.

존 하이아트가 발견한 이 물질은 깨지기 쉬워서 당구공으로 만들지는 못했지만, 당시 상아를 이용해 만들던 단추, 빗, 머리장식, 피아노건반 등  거북이등딱지, 동식물, 나무 등으로 만들던 제품들에 대체재로 사용되었고,  의외로 동물을 덜 죽게 만드는 데 기여했습니다. 

 

셀룰로오스는 지구상에서 가장 일반적인 유기화합물입니다. 모든 식물 물질 중 약 33%가 셀룰로오스입니다. 

산업적으로 이용하기 위해, 셀룰로오스는 주로 목재 펄프와 목화에서 얻는데, 목재의 셀룰로오스 함량은 40~50%이고, 목화의 셀룰로오스 함량은 90%입니다. 

 

플라스틱의 역사와 종류 (2)로 이어집니다. 

 

 

(*한국민족문화백과사전, 위키피디아, 나무위키, 네이버 지식백과  등에서 자료를 조합하여 작성하였습니다.)