널리 사용되는 플라스틱 기원, 종류, 재활용

플라스틱은 반복되는 분자 단위의 긴 사슬로 구성된 합성, 종종 석유계의 고분자 물질로 가열하면 다양한 모양으로 성형이 가능하며 내구성, 유연성, 내열화성 등의 특성을 보여 제조 및 포장에 널리 사용되고 있습니다.

 

 

1. 플라스틱 기원

 

플라스틱은 분자의 긴 사슬인 고분자로 만들어진 합성 물질로, 이들 고분자는 다양한 근원에서 유래될 수 있으며, 플라스틱의 기원은 크게 천연과 합성의 두 가지로 분류될 수 있습니다.

 

1) 천연 플라스틱:

 

일부 자연적으로 발생하는 물질은 플라스틱과 유사한 특성을 나타내며 특정 조건에서 성형되거나 성형될 수 있기 때문에 "천연 플라스틱"으로 간주될 수 있습니다. 다음을 포함합니다:

 

a. 고무: 천연고무는 고무나무의 라텍스 수액(Hevea brasiliensis)에서 유래한 고분자로, 가열하면 성형이 가능하고 냉각하면 모양을 유지하는 천연 플라스틱의 한 예입니다.

 

b. Shellac: Shellac은 장수풍뎅이(Kerria lacca)에 의해 분비되는 천연 수지로, 역사적으로 코팅 및 마감용 천연 플라스틱을 포함하여 다양한 용도로 사용되어 왔습니다.

 

2) 합성 플라스틱:

 

오늘날 사용되는 대부분의 플라스틱은 합성 플라스틱이며 주로 원유와 천연가스를 사용하는 석유화학제품에서 생산됩니다. 공정의 개요는 다음과 같습니다:

 

a. 석유 화학 물질: 원유와 천연 가스는 합성 플라스틱을 만드는 데 사용되는 원료의 주요 공급원입니다. 이 화석 연료들은 플라스틱의 기본 요소가 되는 탄화수소를 포함하고 있습니다.

 

b. 중합: 이 탄화수소 분자들을 화학적으로 결합하여 긴 사슬 또는 폴리머를 형성하는 것을 포함하는 중합 과정은 일반적인 합성 폴리머로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐(PVC) 등이 있습니다.

 

c. 첨가제: 가소제, 안정제, 착색제와 같은 다양한 첨가제들이 플라스틱에 원하는 특성, 예를 들어 유연성, 자외선 저항성, 그리고 색을 부여하기 위해 종종 중합체에 첨가됩니다.

 

d. 가공: 생성된 중합체는 압출, 사출 성형 또는 블로우 성형과 같은 다양한 기술을 사용하여 우리가 일상 생활에서 사용하는 최종 플라스틱 제품을 만듭니다.

 

합성 플라스틱의 발명과 광범위한 사용은 다용도성, 내구성 및 저렴한 가격으로 인해 산업 및 소비자 제품에 혁명을 일으켰지만, 환경 내 플라스틱의 지속성과 생태계에 미치는 영향은 환경적 우려를 높였고, 이는 플라스틱 폐기물을 줄이고 보다 지속 가능한 대안을 개발하려는 노력으로 이어졌습니다.

 

 

2. 플라스틱 종류

 

플라스틱은 고유한 특성과 특징을 가진 다양한 종류가 있습니다. 플라스틱은 일반적으로 화학적 조성과 물리적 특성에 따라 분류됩니다. 가장 흔한 종류의 플라스틱은 다음과 같습니다:

 

1) 폴리에틸렌(PE):

 

고밀도 폴리에틸렌(HDPE): 강도, 강성, 습기에 강한 것으로 알려져 있으며, 병, 용기, 파이프 등에 사용됩니다. 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE): 유연하고 비닐 봉투, 필름, 스퀴즈 병에 사용됩니다.

 

2) 폴리프로필렌(PP):

 

가볍고 내구성이 좋으며 내화학성이 좋습니다. 포장, 자동차 부품, 섬유에 사용됩니다.

 

3) 폴리염화비닐(PVC):

 

다용도로 알려져 있습니다. 파이프, 케이블, 비닐 레코드 및 다양한 소비자 제품에 사용됩니다.

 

4) 폴리스티렌(PS):

 

크게 두 가지 형태로 제공됩니다: 크리스털 클리어(GPPS)와 발포(EPS). 포장, 일회용 식기 및 단열재에 사용됩니다.

 

5) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET):

 

가볍고 투명하며 음료병, 식품용기 등에 많이 사용됩니다.

 

6) 폴리카보네이트(PC):

 

내충격성과 광학적 선명성이 높은 것으로 알려져 있습니다. 안경, CD/DVD 및 일부 유형의 병에 사용됩니다.

 

7) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS):

 

충격에 강한 질긴 플라스틱으로 자동차 부품, 장난감, 가전제품 등에 사용됩니다.

 

8) 나일론(폴리아미드):

 

강도와 내구성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 직물, 로프 및 엔지니어링 부품에 사용됩니다.

 

9) 폴리우레탄(PU):

 

다용도이며 부드럽고 유연한 것부터 단단한 것까지 다양합니다. 발포 단열재, 가구 및 신발류에 사용됩니다.

 

10) 폴리에틸렌 글리콜(PEG):

 

화장품 및 개인 관리 제품뿐만 아니라 의료 및 제약 분야에서 자주 사용됩니다.

 

11) 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA):

 

투명하고 가벼워 수족관, 사이니지, 광학 렌즈 등 아크릴 유리에 많이 사용됩니다.

 

12) 폴리비닐아세테이트(PVA):

 

수용성이며 접착제, 페인트 및 일부 직물 용도의 구성품으로 사용됩니다.

 

13) 폴리염화비닐리덴(PVDC):

 

가스와 습기에 대한 차단성으로 알려져 있습니다. 달라붙는 필름과 같은 식품 포장에 사용됩니다.

 

14) 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE):

 

끈적임이 없고 열에 강합니다. 테프론으로 잘 알려져 있고 요리 도구와 산업용으로 사용됩니다.

 

 

3. 플라스틱 재활용

 

플라스틱 재활용은 폐기물을 줄이고 자원을 보존하기 위해 플라스틱 재료를 재사용하거나 재처리하는 과정입니다. 플라스틱을 재활용하면 플라스틱 폐기물의 환경적 영향을 완화하고 에너지를 절약하며 새로운 플라스틱 재료의 생산 필요성을 줄일 수 있습니다. 다음은 플라스틱 재활용 과정의 개요입니다:

 

1) 수집: 플라스틱 재활용의 첫 단계는 플라스틱 쓰레기 수집입니다. 이것은 연석 재활용 프로그램, 하차 센터 또는 전문 재활용 시설을 통해 이루어질 수 있습니다.

 

2) 선별: 일단 수집되면, 플라스틱은 종류와 색상에 따라 선별됩니다. 선별은 일반적으로 수동으로 또는 자동화된 기계의 도움으로 이루어집니다. 플라스틱은 PET, HDPE, LDPE, PP 등과 같은 다양한 범주로 분리됩니다.

 

3) 세척 : 분류 후 플라스틱을 세척하여 먼지, 라벨, 접착제, 음식 찌꺼기와 같은 오염 물질을 제거합니다. 이는 재활용 재료의 품질을 보장하는 데 필수적입니다.

 

4) 파쇄: 세척된 플라스틱 재료는 작은 조각들이나 조각들로 파쇄됩니다. 결과로 만들어지는 조각들의 크기와 모양은 재활용된 플라스틱의 의도된 사용에 따라 달라집니다.

 

5) 용해 및 재처리:

 

기계적 재활용: 기계적 재활용에서, 파쇄된 플라스틱은 녹아서 같은 종류의 새로운 제품으로 개질됩니다. 예를 들어, 페트병은 새로운 페트병으로 재활용될 수 있습니다.

 

화학적 재활용: 일부 진보된 재활용 방법은 플라스틱 중합체를 화학적 공정을 통해 원래의 단량체로 분해하는 것을 포함합니다. 이 단량체는 이후 새로운 플라스틱 또는 다른 화학 제품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.

 

6) 압출 및 펠릿화(Pelletization): 용융된 플라스틱은 종종 펠릿 또는 과립으로 압출됩니다. 이러한 펠릿은 다양한 플라스틱 제품을 제조하기 위한 원료로 사용될 수 있습니다.

 

7) 제조: 재활용된 플라스틱 펠릿은 플라스틱 용기, 포장재, 직물 등 다양한 품목을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

 

8) 최종 제품: 재활용된 플라스틱 제품은 시장에 유통되며 다양한 용도로 사용될 수 있어 새로운 플라스틱 재료의 필요성을 줄입니다.

 

모든 플라스틱이 동등하게 재활용될 수 있는 것은 아니라는 것을 주목하는 것이 중요합니다. 일부 플라스틱은 화학적 특성과 재활용 재료에 대한 시장 수요로 인해 다른 플라스틱보다 재활용이 더 쉽습니다. 예를 들어 PET와 HDPE는 가장 일반적으로 재활용되는 플라스틱 중 하나이며, 혼합 플라스틱 또는 저부가 플라스틱의 특정 유형은 재활용하기 어려울 수 있습니다.

 

플라스틱 재활용 개선을 위한 노력에는 보다 효율적인 선별 및 재활용 기술 개발, 재활용 프로그램에 대한 대중의 인식 및 참여 증대, 플라스틱의 순환 경제를 만들기 위한 제조 시 재활용 플라스틱의 사용 촉진 등이 포함됩니다.