자취를 감춘 유리병
주변에서 이제 유리병을 찾아보기란 그리 쉽지 않습니다. 어느새 유리병을 플라스틱 병들이 대체했기 때문인데요. 플라스틱 병이 시판되기 시작한 것은 1947년이지만 초기에는 가격이 비싸서 사용하기를 꺼렸습니다. 하지만 1960년대 후에 고밀도 폴리에틸렌이 대량으로 생산되기 시작하면서 사정은 달라졌죠. 물론 플라스틱병과 용기들이 대량으로 소비되면서부터 여러 가지 사회적∙환경적 문제가 발생하기도 하였지만, 그럼에도 불구하고 플라스틱 병의 사용량은 계속해서 늘어나고 있습니다.
이번 글에서는 플라스틱 병 제조에 사용되는 대표적인 플라스틱 종류들을 살펴보면서 그들의 특성을 알아보겠습니다. 플라스틱 병에 들어있는 제품을 구매하거나 플라스틱 용기를 사용할 때 플라스틱 재질이 무엇인지 알아두길 바랍니다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE, High Density PolyEthylene)
플라스틱병 제조에 가장 많이 쓰입니다. 가격이 싸고 잘 깨지지 않으며 수분의 출입이 원활하지 않습니다. 산∙알칼리 용액을 저장하기에 적당하지만, 유기용매에는 잘 견디지 못합니다. 미국 FDA가 식품용도에 적합하다는 판정을 내리기도 했습니다. 색깔은 약간 뿌옇고 저온에서도 사용가능하지만 70℃ 이상에서는 사용할 수 없습니다.
스퀴즈병(squeeze bottle, 눌러 짜내는 병)을 만드는 데는 HDPE의 형제격인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)이 사용됩니다. HDPE병은 상대적으로 단단해 스퀴즈병 용도로는 적절치 않습니다. 우리가 자주 보는 1리터 또는 1갤런짜리 플라스틱 우유통 또한 HDPE로 만듭니다.
폴리프로필렌(PP, PolyPropylene)
PP는 입이 넓은 큰 병, 단지 등을 제조하는데 사용하며, 수분투과력이 매우 낮습니다. 또 100℃ 정도에도 잘 견뎌 물에 끓여 소독이 가능한 장점이 있습니다. 화약약품에 잘 견디지만, 낮은 온도에서는 폴리에틸렌(PE, Polyethylene)병들에 비해 쉽게 깨지는 단점이 있습니다. 식품과 접촉이 허용되고, PE보다 단단해 치약 뚜껑, 병 뚜껑 등의 재질로 PP가 많이 사용됩니다.
페트병(PET, PolyEthylene Terephthalate)
생수, 과일주스, 탄산음료를 담는 플라스틱병도 흔히 PET를 쓰고 있습니다. PET는 알코올과 기름의 투과성이 나쁜 장점을 지니고 있으며, 내충격성과 신장강도가 크고, 최고 사용온도는 90℃ 정도입니다. PET병의 원료 고분자는 폴리에스테르(polyester) 섬유와 기본적으로 동일합니다.
폴리염화비닐(PVC, PolyVinyl Chloride)
투명하고 기름에 잘 견디며 산소투과력이 매우 낮습니다. 또 떨어뜨려도 잘 깨지지 않습니다. 그러나 유기용매에 의해서는 부식되기도 합니다. 샐러드유, 식초를 담는 용도에 적합하고 샴푸나 기타 화장품 용기로도 종종 쓰입니다. 70℃가 되면 용기가 변형되기 때문에 높은 온도에서는 사용할 수 없는 단점이 있으며, 가공시 사용하는 첨가제의 독성여부가 종종 논란이 되고 있습니다.
폴리스티렌(PS, PolyStyrene)
투명도가 우수하며 단단합니다. 하지만 유기용매에 잘 견디지 못하고 기체 투과성이 큰 단점이 있습니다. 비타민, 양념 등 건조한 제품의 용기로 사용되지만, 내충격성은 좋지 못합니다. 발포시켜 단열용기로 많이 쓰입니다.
폴리카보네이트(PC, PolyCarbonate)
비스페놀A(BPA, bisphenol A)와 포스겐(phosgene)이라는 화합물로부터 합성하는데, BPA가 환경호르몬이라는 논란이 그치지 않고 있습니다. 특히 유아용 플라스틱 우유병으로 많이 사용되어 왔기 때문에 더욱 안정성에 이목이 집중되고 있습니다. 투명성이 매우 좋고, 끓는 물로 소독이 가능하며, 내 충격성이 좋아 유리대용 플라스틱으로 용도가 넓습니다.
플라스틱병의 재사용
그러면 이들 재질을 어떻게 알아볼까요? 혹시 플라스틱용기 바닥이나 상표표지지 위에, 화살표로 된 삼각꼴 그림을 본 적이 있나요? 그 삼각꼴 속에는 PE, PP, PET 등 고분자재료의 약자가 쓰여있거나 1, 2, 3 등의 숫자가 적혀있을 것입니다. 이는 전세계가 공동으로 사용하고 있는 표시법입니다.
이런 표시법 때문에 동종의 플라스틱을 수거해 재사용 및 재가공을 쉽게 하고 있습니다. 숫자 1은 PET(때때로 PETE로 표시한다) 2는 HDPE, 3은 V(PVC), 4는 LDPE, 5는 PP, 6은 PS, 7은 기타를 뜻합니다. 그렇다면 질문 하나를 던져보겠습니다. 요즘 조그마한 생분해성 플라스틱병이 심심치 않게 눈에 뜨이는데요. 주로 값이 비싼 알약병들입니다. 그렇다면 생분해성이란 무슨 뜻일까요? 그리고 이들은 어떤 고분자 재료로 되어 있을까요?
썩는 플라스틱
폐기물이 자연계에서 미생물의 공격을 받아 분해되면 우리는 그 폐기물이 생분해성을 지닌다고 말합니다. 이 정의는 플라스틱에도 해당되는데요. 앞서 말한 플라스틱병 제조를 위해 사용하는 플라스틱재료들은 생분해성이 없거나 또는 생분해속도가 너무 느려 폐기물의 환경오염이 문제가 됩니다. 더군다나 이들 플라스틱재료들은 석유화학제품으로서, 석유자원의 중요성과도 직결되어 있습니다.
따라서 이들 플라스틱의 재사용, 재가공 등 리사이클링이 중요한 이슈가 될 수 밖에 없습니다. 위에서 언급한 생분해성 플라스틱은 석유화학제품이 아닌 바이오 플라스틱이며 그 중요성이 점점 커지고 있습니다. 그러나 경제성, 내구성, 가공성, 기계적 강도 등을 고려할 때 빠른 시일 내에 이들이 일반 플라스틱 재료를 모두 대체하기는 힘든 것이 현실입니다.
writer
- 진정일
서울대학교 화학과 학사 및 석사 과정을 마치고
미국 뉴욕시립대학교에서 고분자화학 박사학위를 받았다.
지난 40여 년간 고려대학교 화학과에서 후학들을 가르쳐왔고,
액정 고분자의 세계적 권위자로 420여 편의 논문을 세계적 학술지에 발표했으며,
노벨상 추천위원으로 활동하는 등 학문적 성과를 국제적으로 인정받았다.
현재 고려대학교 KU-KIST 융합대학원장과 한국과학문화교육단체연합회장으로 활동하고 있다.