플라스틱(Plastic)이란 무엇인가?

플라스틱(Plastic)이란 무엇인가?

플라스틱 정의 및 구성

 

플라스틱은 인공적 또는 반인공적으로 합성된 유기 폴리머(Organic Polymer)를 지칭하는 재료입니다. 유기 폴리머이기 때문에 (다른 원소도 존재하지만) 플라스틱에는 항상 탄소와 수소가 포함되어 있습니다. 대부분의 산업용 플라스틱은 석유화학 기반의 원료물질을 이용해 만들어집니다.

 

열가소성 수지와 열경화성 수지는 서로 다른 두 가지 유형의 플라스틱입니다. "플라스틱"을 뜻하는 "Plastic"이라는 단어는 '가소성'을 의미합니다. 여기서 가소성은 재료에 힘이 가해졌을때 파손없이 변형되는 성질을 의미하는 것으로 '플라스틱'이라는 물질은 열과 압력을 통해 원하는 모양으로 성형을 할 수 있는 화합물이라는 것을 알 수 있습니다.

 

플라스틱을 만드는 데 사용되는 폴리머는 거의 항상 착색제, 가소제, 안정제, 충전제 및 강화제와 같은 첨가제와 혼합되어 사용됩니다. 이러한 다양한 첨가제는 생산비용뿐만 아니라 플라스틱의 화학적 조성, 화학적 특성 및 기계적 특성에 영향을 줍니다.

 

열경화성(thermoset) 수지와 열가소성(thermoplastic) 수지

 

열경화성 수지는 완성된 형태로 고형화(solidify)되지만 열가소성 수지는 재가열을 통해 다른 형태로 성형이 가능한 수지입니다. 열경화성 수지는 비정질이며 무한한 분자량을 갖는 것으로 간주됩니다. 하지만 일부 열가소성 수지는 부분적으로 결정질 구조를 가지기도 하며 분자량(Molecular weight)은 적게는 20,000부터 많게는 500,000에 이르기도 합니다.

 

플라스틱의 제품의 예

 

플라스틱은 화학 성분과 구조에 따라 구분할 수 있지만 그 이름이 매우 복잡한 경우가 많습니다. 따라서 대부분의 상용 플라스틱은 그 소재의 화학 성분의 이니셜(두문자어)로 명명합니다. 아래의 이름은 가장 널리 알려진 플라스틱 재료의 전체 이름과 화학구조입니다.

 

PET : 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)

 

 

HDPE or LDPE : 고밀도 폴리에틸렌 (high density polyethylene) 또는 저밀도(low density) 폴리에틸렌

 

 

PVC : 폴리 염화 비닐 (polypolyvinyl chloride)

 

 

PP : 폴리 프로필렌 (polypropylene)

 

 

PS : 폴리스티렌 (polystyrene)

 

 

 

플라스틱과 폴리머의 차이는?

 

엄밀히 말하면 모든 플라스틱은 폴리머이지만 모든 폴리머가 플라스틱인 것은 아닙니다. 즉 플라스틱은 석유화학 물질을 기반으로 만들어진 폴리머의 한 종류이며 폴리머는 플라스틱의 상위개념입니다. 플라스틱을 구성하는 폴리머는 모노머라고하는 단량체의 사슬로 구성되는 물질입니다. 한 동류의 동일한 단량체가 중합(Polymerization)되면 단일 중합체를 형성합니다. 하지만 둘 이상의 서로 다른 단량체가 중합되면 공중합체를 형성합니다. 중합체 또는 공중합체는 모두 분지(가지, branch)가 존재할 수 있습니다.

 

플라스틱의 일반적인 특성

 

플라스틱의 물리적, 화학적 특성은 폴리머를 구성하는 단위 화학물질(단량체 또는 모노머, monomer)의 조성과 배열, 공정 조건에 따라 다르게 나타나지만 대체적으로는 아래와 같은 특성을 가지는 경우가 많습니다.

 

• 플라스틱은 일반적으로 상온에서 고체입니다. 원자 및 폴리머 사슬의 배열에 따라 비정질이거나 결정질일 수 있습니다.
• 플라스틱은 일반적으로 전기 전도도가 매우 나쁜 절연체이며 열 전도도 또한 매우 낮습니다.
• 폴리스티렌과 같은 유리질 폴리머로 구성된 플라스틱은 뻣뻣한 경향이 있지만 얇게 가공하면 유연성이 있는 필름으로 사용이 가능합니다.
• 거의 모든 플라스틱은 외부에서 응력이 가해지면 응력이 제거 된 후에도 원래 상태로 회복되지 않는 영구적인 변화를 보입니다.
• 플라스틱은 다른 재료에 비해 상대적으로 내구성이 떨어지며 분해 속도가 느립니다.
• 순수한 플라스틱은 일반적으로 물에 녹지 않으며 독성이 없습니다.
• 플라스틱의 가공을 위해 첨가하는 물질(가소제)에는 독성이 있으며 환경에 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

폴리올레핀(Polyolefin)에 대하여

폴리에틸렌(Polyethylene)