산업의 쌀, 에틸렌과 폴리에틸렌

에틸렌은 석유의 원유를 분류하여 나프타 부분(100∼200℃ 유출부분)을 분리시키고, 이것을 분해하여 얻습니다. 석유화학산업의 가장 기본적인 물질인 에틸렌은 다양한 석유화합물로 가공 사용될 수 있기 때문에 ‘산업의 쌀’이라고 불리기도 합니다.

에틸렌의 중합으로 생기는 사슬 모양의 고분자가 바로 ‘폴리에틸렌’입니다.  위 사진은 폴리에틸렌을 확대한 사진인데요, 실제로 쌀 알갱이처럼 보이기도 하죠. 폴리에틸렌은 1933년 영국 유기화학자가 에틸렌과 벤즈알데하이드 혼합물에 수백 기압의 압력을 가하던 중 ‘폴리에틸렌’이 만들어지는 것을 발견하고, 이후 화학자 페린(Michael Perrin)이 폴리에틸렌을 생산하기 위한 고압합성공정 개발에 성공했습니다. 이는 저밀도 폴리에틸렌을 상업적으로 생산하는 기초가 되었습니다.

폴리에틸렌은 용도에 따라 저밀도에서 고밀도까지 다양하게 만들어지는데요,  포장재, 건축자재, 전선 절연재, 장남감 등 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있습니다. 우리 생활 속에서 묵묵히 각자의 역할을 수행하고 있는 폴리에틸렌의 종류와 그 특징에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

단단한 플라스틱 #고밀도 폴리에틸렌(HDPE High Density Polyethylene)

‘HDPE’는 고밀도 폴리에틸렌으로, 밀도가 높기 때문에 단단하고 충격에 강한 특징을 가지고 있습니다. 이와 같은 가볍고 내충격성과 내한성이 강해 제품을 보호하기 위한 각종 용기나 병, 페트병 뚜껑, 포장재, 파이프와 같이 외부충격을 잘 견디는 제품에 주로 사용되고 있습니다.

투명한 비닐제품류 #저밀도 폴리에틸렌(LDPE Low Density Polyethylene)

‘LDPE’는 저밀도 폴리에틸렌으로, 상온에서 투명한 고체로 결정화가 낮아 가공성과 유연성, 투명성이 우수한데요. 우리가 생활 속에서 자주 사용하는 비닐제품과 필름, 코팅 제품들이 LDPE로 만들어집니다. 또한 방수와 내구성을 지니고 있어 병뚜껑 라이너, 농업용 비닐하우스, 음식의 신선도를 유지해주는 지퍼백, 병원에서 사용하는 수액팩 등에도 LDPE가 사용됩니다.

타포린 코팅 #선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE Linear Low Density Polyethylene)

‘LLDPE’는 LDPE와 비슷한 성질을 가지고 있지만, LDPE보다 강도와 가공성, 광학성, 환경적응력이 우수해 각종 산업용 포장재와 식품 포장재, 타포린 코팅 등의 원료로 사용됩니다.

친환경 소재 #EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)

에틸렌과 초산 비닐 모노머(VAM: Vinyl Acetate Monomer)를 공중합시켜 얻어지는 중합체를 EVA라고 하는데요. VAM의 함량에 따라 저함량 EVA는 포장재나 라미네이트 필름의 접착제로, 10~20%의 EVA는 신발용소재나 농업용 필름 등에, 고함량 접착제 원료로 사용됩니다.

또한 고밀도 EVA는 물을 흡수하지 않는 방수기능을 지니고 있어 여름철에 자주 신는 아쿠아 슈즈와 레인부츠, 방수신발로도 만들어집니다. 특히 맨 살에 닿아도 인체에 무해한 친환경 소재로, 다양한 제품군에 활용되고 있습니다.

EVA는 VAM의 함량이 높을수록 가격이 비싸고 높은 기술력을 필요로 하는데요, 한화케미칼은 현재 VAM이 40% 이상 포함된 고함량 EVA 생산기술을 보유하고 있습니다.

초고압 케이블 #전선수지(Wire Cable Compound)

전선수지는 전기적 특성, 기계적 물성, 가공성이 뛰어난 고기능성 제품으로 전력, 통신케이블 절연 및 피복에 사용됩니다. 한화케미칼은 기존에 전량 수입에 의존하던 전수수지를 국내 최초로 개발했으며, 특화제품인 전선용 복합수지 중 초고압 케이블 소재인 XLPE를 세계에서 세 번째로 생산에 성공하며 W&C 분야에 높은 경쟁력을 확보하고 있습니다.

우리의 생활 속에서 항상 사용하는 플라스틱 용기와 병, 비닐제품, 신발과 초고압 케이블까지. 석유화학산업이 미치지 않는 곳이 없는데요. 눈에 보이지는 않지만, 생활 곳곳에서 우리의 삶을 더욱 편리하게 해주기 위해 활약하고 있답니다.