친환경 점·접착제, 기능성 고분자 '수소첨가석유수지] [우리가 몰랐던 과학 이야기] (79)

출처=플라스틱코리아(plasticskorea.co.kr)

물건을 붙이거나 밀봉할 때 사용하는 점·접착제는 우리 일상 생활에 꼭 필요한 물질인데요. 특히 우리 몸에 직접 닿는 위생용품과 식품을 포장할 때 쓰이는 접착제는 안전성이 가장 중요합니다. 인체에 안전하면서도 친환경적인 점접착제의 원료로 이용되는 기능성 고분자인 ‘수소첨가석유수지’에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

◆우수한 점착수지인 석유수지

출처=위키피디아

석유수지(Petroleum Resins)는 나프타(naphtha) 분해에서 생성된 혼합물 중에서 C5 및 C9(저부가가치의 방향족 성분)으로 구성된 올레핀 성분을 분리하여 정제하고, 이를 원료로 활용하여 열 또는 촉매를 통해 중합·제조한 고체상의 열가소성 수지입니다. 분자량(Mw)은 300~3000으로 비교적 낮은 축에 속하는 수지이며, 제품을 구분하는 물성인 연화점(Softening point·열에 의해 변형되기 시작하는 온도)은 50~150도까지 제품에 따라 다양한 범위를 가집니다.

석유수지는 우수한 점착 특성이 있어 SIS(Styrene isoprene styrene), SBS(Styrene butadiene styrene), EVA(Ethylene vinyl acetate copolymer), APAO(Amorphous poly alpha olefin) 등의 베이스 폴리머(중합체)에 혼합하여 점착 또는 접착제 제조를 위한 점착부여제(Tackifier)로 사용됩니다.

◆천연수지를 대체하는 C5 석유수지

출처=플라스틱코리아(plasticskorea.co.kr)

C5란 나프타를 열분해 할 때 나오는 유분 중의 하나로 탄소 연결고리가 다섯개로 이루어져 있습니다. 원유에서 분리한 나프타에 열과 압력을 가하면 유분이 분리되는데, 탄소 연결고리의 개수에 따라 2개는 C2(에틸렌), 3개는 C3(프로필렌), 4개는 C4(부타디엔), 5개는 C5라 합니다.

C5 석유수지는 높은 접착력과 안정적인 접착 성질, 적당한 내열성을 지니고 있어 천연수지를 대체해 타이어, 호스 등 고무제품과 페인트, 인쇄용 잉크, 도로용 페인트, 열 용융 및 감압 접착제(근소한 압력으로 순간적으로 붙는 접착제) 등에 널리 쓰이는 필수 부자재입니다.

◆기능성 고분자, 수소첨가석유수지란?

위생용과 식품용에 이용되는 접착제는 고품질과 안전성이 고도로 요구되는데요. 내열성과 내광, 냄새, 색상 품질, 독성 등 일반적으로 석유수지가 가지고 있는 취약한 부분을 해결하기 위해 고온 고압으로 수소를 첨가해 안정화 처리한 것이 바로 수소첨가석유수지입니다.

줄여 수첨수지라 하는데, 나프타 분해과정에서 생산되는 유분의 일종인 C5로 만든 석유수지에 수소를 첨가했다고 보면 됩니다. 수소를 첨가하는 과정에서 원래 가지고 있던 냄새와 색깔, 독성이 사라져 무색투명을 띄는 데다 빛과 열에 대한 안정성이 뛰어납니다. 따라서 위생제품과 식품포장용 점접착제, 의료용품 등에 주로 활용되고 있습니다.

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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