플라스틱의 역사와 종류 5

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 이어서 알아보겠습니다.

특수플라스틱

폴리테트라플루오로에틸렌(Ploytetrafluoroethylene:PTFE)

1938년 듀퐁(Dupont) 사의 화학자인 로이 플렁킷(Roy J. Prunkett)이 맹매 물질을 연구하던 중  테트라 플루오로 에틸렌(TFE)을 강철 실린더에 넣어 냉각한 후 TFE와 염산의 비율을 달리하면서 새로운 냉매 물질을 찾는 실험을 했습니다.

그는 냉각시킨 TFE실린더에 배출관을 연결하여 밸브를 열었는데 가스가 배출되지 않자  실린더를 톱으로 잘라보니 하얀 밀랍 같은 물질이 붙어 있는 것을 발견했습니다.

이 실험에서 플렁킷은 기체 상태의 TFE가 중합 반응을 일으켜 고체 상태의 PTFE로 변한다는 것을 발견했습니다. 그는 이것을 분석하여 신기한 특성을 발견했지만 그것을 실제로 사용할지 여부는 알 수 없었고, 1941년  PTFE제조기술로 특허를 받았습니다.  

 

이후 1944년 듀퐁 사는 PTFE에 '테프론(Tdflon)'이라는 이름으로 상표등록을 한 후 제2차 세계대전이 끝난  뒤 도료나 절연체와 같은 전문적인 분야에서만 활용방법을 모색했기  때문에  테프론의 수요를 창출하는 데 성공하지 못했습니다. 

 

1952년 프랑스 화학자인 마르크 그레구아르(Marc Gregoire)가 낚싯줄이 엉키는 문제를 해결하기 위해  염산으로 부식시킨 알루미늄판에 테프론을 입혀 보았습니다.  그 결과 알루미늄에 생긴 미세한 흠집들이 테프론을 고정시키는 역할을 한다는 것을 발견합니다.   

그 후 요리사가 직업이었던 그레구아르의 부인이 알루미늄 프라이팬에 테프론을 사용하자는 제안을 했고, 1954년 테프론 막을 입힌  프라이팬으로 특허를 받았습니다. 

그는 1956년 테팔(Tefal)이라는 기업을 설립했는데, 테팔은 테프론과 알루미늄의 앞 글자를 딴 것입니다.

그레구아르는 ' 절대 달라붙지 않는 프라이팬 테팔 '이라는 광고로 소비자들의 관심을 끌었고, 1956년 100만 개, 다음 해에는 300만 개가 팔렸으며, 1960년에는 미국의 메이시스 백화점에서 한 달 만에  100만 개가 넘는 주문을 받았습니다.  1968년에 테팔은 프랑스 최고의 주방용품 회사로 성장했습니다.

 

이후 듀퐁(Dupont) 사의 윌버트 고어(Wilbert l. Gore)는 테프론 연구팀에서 일하고 있었는데, 1957년 듀퐁 사는 테프론 팀을 해체하게 되었습니다. 윌버트는 듀퐁을 떠나 테프론 전선 사업을 시작했고, 그의 아들인 로버트 고어(Robert W.Gore)에 의해 테프론의 용도는 더욱 확대되었습니다. 

1969년에 테프론 막대를 가열하여 양쪽 끝에서 잡아당기는 실험을 하던 중 얇은 피막을 얻는 데 성공합니다.

얇은 테프론 피막은 저항력이 매우 강해 밀페용 부품으로 사용하기 적당했습니다. 고어 부자는 이 테프론 피막에 고어텍스(Gore-Tex)라는 이름을 붙였습니다.

이후 1972년에 비를 막아주면서 땀을 배출할 수 있는 특성을 가진 테프론 피막을 개발하여 특허를 받았습니다. 

1976년에는 고어텍스 텐트, 이듬해에는 고어텍스 우비를 출시하여 많은 인기를 끌었습니다.

 

이외에도 테프론은 인공혈관, 인공관절에 사용되며, 레이더망에 포착되지 않는 스텔스 기능을 가지고 있어서 무기개발에도 사용됩니다. 또한 우주복, 우주선에 사용되었습니다. 

 

폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone:PEEK 폴리케톤)

폴레에테르에테르케톤(PEEK)는 1978년 영국의 화학기업 임페리얼 캐미컬 인더스트리( (Imperial Chemical Industries : ICI)에서 개발되었습니다.

폴레에테르에테르케톤(PEEK)는 폴리아리에테르케톤(PAEK)에 속하는  반결정질의 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 

고온에서도 높은기계적 물성을 발휘함으로써 마찰, 전기 및 열에 잘 견디고, 온도나 습도에 모형이 변하지 않으며 , 연소 시 연기 발생이 적습니다. 또한 가공성이 우수하여 엔지니어링 플라스틱 중에서 다양하게 사용되고 있습니다.

하지만 상대적으로 경도가 낮아 금속 및 유리와 같은 경도가 높은 소재와 접촉할 경우 쉽게 마모되는 문제점이 있습니다. 

견고한 특성이 있어서 피스톤 부품, 베이링, 전기 절연 케이블, 펌프, 자동차, 항공, 우주 분야 등 까다로운 조건이 필요한 응용분야에 주로 사용됩니다. 또한 MRI와 의료용 임플란트에 사용되는 고급 생체 재료 중 하나입니다. 

 

폴리에테르이미드(Polyetherimide:PEI 울템)

폴리에테르이미드(PEI)는 1967년에 소렉스트론(Solestron) 사의 연구원 Dr. Ulrich Schmidt가 최초로 개발한 것으로 알려져 있습니다. 

PEI는 고온 및 고압 환경에서 안정적으로 사용할 수 있으며, 고온의 연료 전지, 디스플레이 등 견고한 유기재료를 요구하는 분야에서 사용됩니다. 

 

PEI울템(PEI Ultem)은 1980년대  General Electric Company사의 연구원인 Daniel w. Fox와 Fred J. Heilman 이  개발했습니다. 

PEI울템(PEI Ultem)은   비결정 열가소성 플라스틱으로 뛰어난 내열성과  강도를 가지고 있으며, 균열 및 화학적 부식에 대한 저항성이 우수합니다. 유리 전이온도는 215℃까지 높습니다. 또한 유연하며 열과 화학물질에 강합니다. 

전기 전자 산업의 플랙서블 케이블 및 코일, 퓨즈로 사용되며, 우주선의 안테나 및 인테리어 부품으로 사용됩니다.

 

 

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