수소첨가 기술로 환경 호르몬 없앤 플라스틱 등장 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (179)

수소는 자연계에 존재하는 원소 중에서 가장 작은 원자들로 구성돼 있습니다. 원소 기호로는 ‘H’로, 최근 수소 자동차와 에너지 등으로 잘 알려져 있기도 합니다. 신재생 에너지로 우리에게 잘 알려진 이 수소가 친환경 플라스틱을 만드는 데에도 기여하고 있다는데요. 바로 수소 첨가를 이용하여 환경 호르몬 물질을 제거하는 기술 덕분입니다.

수소첨가 기술로 환경 호르몬 걱정 없이 플라스틱 제품들을 사용할 수 있게 됐다는 반가운 소식인데요. 오늘은 수소첨가 기술은 무엇이고, 이를 활용한 친환경 플라스틱 제품은 무엇이 있는지 알아보겠습니다.

◆수소첨가 화학반응이란?

수소첨가 화학반응(수소화 반응)은 액상 수소원과 반응물을 촉매에 넣으면 수소가 촉매를 거쳐 반응물에 전달돼 새로운 생성물을 얻는 과정입니다.

플라스틱과 연료, 섬유, 고무 등을 생산하는 석유화학의 중간공정으로, 화학산업에서는 없어서는 안 될 기술이기도 합니다.

◆수첨 석유수지 기술

수소첨가 석유수지(Hydrogenated hydrocarbon resin)는 에틸렌(C2)이나 프로필렌(C3)처럼 납사 열분해 과정에서 생산되는 유분의 일종인 C5로 만든 석유수지에 수소를 첨가한 것입니다. 무색·무취·무독성의 특성을 띠어 주로 기저귀나 생리대 등 위생제품용 접착제나 산업용 접착제의 원료로 쓰입니다.

수첨 석유수지는 화학업계에서 대표적인 고부가가치 제품입니다. 접착성을 만들어내는 수소첨가 과정에 필요한 기술을 확보하기 쉽지 않아 공급업체는 제한돼 있는데, 2017년 한화솔루션이 개발하는 데 성공했습니다.

◆수첨 석유수지 제품 특징

석유수지에 고온·고압으로 수소를 첨가해 냄새와 독성 등을 제거하고 안정화 처리한 것입니다.

냄새와 독성이 없는데다 무색투명하고, 빛과 열에 대한 안정성이 뛰어난 것이 특징입니다. 따라서 예민하고 민감한 피부에 닿는 아기 기저귀(사진) 등 위생용품과 의료용품, 식품용 점·접착제로 사용되고 있습니다.

◆수소첨가 기술로 친환경 가소제 개발

PVC(Polyvinyl chloride·폴리염화비닐)는 바닥 장판 및 매트, 각종 파이프(사진), 농업용 필름, 완구류 등 우리 생활에서 가장 많이 이용되는 플라스틱 소재 중 하나입니다.

하지만 PVC에는 환경 호르몬인 프탈레이트 가소제가 쓰여 환경 및 인체에 위해성이 있고, 특히 유아용 완구 제품으로는 활용을 규제하고 있습니다.

가소제는 PVC 제품을 가공하기 위해 사용되는 첨가제로, 다양한 물성이 요구됩니다. 이에 한화솔루션은 수소첨가 기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분은 완전히 제거하면서도 성능이 우수한 친환경 가소제 ‘에코데치’(Eco-DEHCH)를 개발했습니다.

◆안전한 플라스틱의 시작…친환경 가소제

친환경 가소제로 주목받고 있는 에코데치는 프탈레이트계 성분을 완벽하게 제거했는데도 뛰어난 안정성과 가공성을 자랑하는 만큼 기존 제품을 완벽하게 대체할 수 있습니다. 특히 미국 식품의약국(FDA)의 안전성 검사를 통과하고, 유럽에서는 식품 포장용 물질로 승인을 받는 등 국제적으로도 친환경 인증을 받았습니다.

최근 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19) 영향으로 집에서 머무는 시간이 많아지면서 인테리어 제품에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 친환경 가소제 에코데치의 등장으로 환경 호르몬 걱정 없이 벽지나 바닥재, 아동용 매트, 완구 제품(사진) 등을 사용할 수 있게 됐습니다.

한화솔루션·케미칼 블로거

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