고부가 화학제품을 만드는 데 차세대 촉매로 주목받고 있는 ‘메탈로센’(Metallocene)은 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르(PE)와 같은 가장 가벼운 플라스틱에 속하며 투명성도 매우 우수한 폴리올레핀을 생성하는 촉매인데요. 그 중에서도 ‘메탈로센 하이브리드 촉매 시스템’은 한화케미칼이 2017년 국가기술표준원으로부터 인증을 획득한 신기술입니다. 이 시스템은 과연 어떤 기술이며, 이를 이용해 어떤 화학제품을 만들 수 있는지 알아보도록 하겠습니다.◆차세대 촉매, 메탈로센이란?출처=위키피디아촉매(Catalyst)란 화학반응이 수월하게 일어나도록 도와주는 물질인데요. 메탈로센 촉매는 2종 이상의 촉매를 함께 적용해 화학제품의 강도와 가공성을 획기적으로 높입니다. 메탈로센의 최초 형태는 ‘페로센’(Ferrocene)이었습니다. 페로센은 금속 주위에 두 개의 Cp(cyclopentadienyl·사이클로펜타다이엔일) 고리와 철 중심에 존재하는 간단한 착물(1개 또는 그 이상의 원자나 이온을 중심으로 몇 개의 다른 원자, 이온, 분자 또는 원자단 등이 방향성을 갖고 입체적으로 배위해 하나의 원자집단을 이루고 있는 것)인데요. 여기서 배위란 중심원자 또는 이온 주위에 여러 개의 분자, 이온 등이 배열하는 것을 가리킵니다. 화학식에서 가운데 ‘M’이 오면 메탈로센, 철(Fe)이 오면 페로센입니다.출처=Nanografi Nano Tech1957년 브레슬로(Breslow)는 ‘Cp2TiCL2’가 활성은 낮지만 에틸렌의 종합 촉매로 적용할 수 있다는 사실을 밝혔으며, 76년 카민스키(Kaminsky)와 신(Sinn)은 조촉매(촉매의 활성화에 필요한 성분) 물질인 MAO(Methyl Aluminoxane)를 공촉매(촉매의 활성을 높이거나 촉매에 의해 일어나는 반응을 규제 또는 변화시키기 위해 첨가하는 성분)로 한 높은 활성을 나타내는 합성법을 개발합니다. 그리고 90년대부터 PE와 PP 등 폴리올레핀의 전반적인 영역에 메탈로센 촉매가 사용되고 있습니다.◆메탈로센 촉매의 특징폴리올레핀의 원료. 출처=위키피디아메탈로센 촉매는 고분자의 구조가 정밀하게 제어된 새로운 물성을 가지는 올레핀(천연 가스나 원유 정제 과정에서 생산되는 불포화 탄화수소)의 중합(한 종류의 단위 물질이 그 배수의 분자량을 갖는 물질로 이행하는 화학 변화)을 할 수 있게 하는데요. 촉매는 고분자의 분자량과 이의 분포 등 구조를 결정하고, 이는 분자 구조의 충격 및 인장(잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력) 강도, 투명도 등 가공성을 결정합니다. 따라서 촉매 기술에 따라 고분자의 구조를 더욱 정교하게 조절할 수 있는데요. 메탈로센 촉매의 구조에 따라 중합 특성을 원하는 방향으로 유도해 고분자를 합성할 수 있습니다. 이를 통해 기존의 중합 기술로는 생산하기 어려웠던 새로운 고분자 소재를 얼마든지 탄생시킬 수 있게 됐습니다.◆신기술 ‘메탈로센 하이브리드 촉매 시스템’한화케미칼이 개발한 메탈로센 하이브리드 촉매 시스템은 기존 촉매의 물성을 한 단계 개선한 기술로, 기존 중합 기술의 한계로 제조할 수 없었던 새로운 고분자 소재를 생산할 수 있게 했는데요. 이 기술을 이용하면 고온과 고압, 강한 자극의 상황에서도 50년간 쓸 수 있는 높은 강도의 고성능 제품을 만들 수 있으며, 제품의 용도에 따라 맞춤식 제작도 할 수 있습니다.차세대 촉매 신기술을 통해 우리가 흔히 이용하는 비닐부터 운동화, 자동차용 범퍼, 전선 케이블까지 기존 제품의 질을 향상시키고 신소재 상품까지 개발할 수 있는데요. 앞으로 더욱 다양한 분야에서 활약할 한화케미칼의 메탈로센 하이브리드 촉매 시스템을 지켜봐 주길 바랍니다.한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

자동차에는 생각보다 많게 섬유 소재로 이뤄진 부품이 있는데요. 시트 커버나 카펫, 안전 벨트 등 실제 섬유 소재로 이뤄진 제품뿐만 아니라 에어백 등도 섬유로 만들어졌습니다. 섬유 소재가 자동차에 사용되면 무게를 줄일 수 있어 탄소 발생을 줄이고 연비를 낮출 수 있는데요. 철강 소재 대신 엔지니어링 플라스틱이나 섬유 강화 플라스틱, 섬유 강화 복합재료 등을 써 차량의 경량화를 주도하고 있습니다. 연비뿐만 아니라 환경까지 생각한 플라스틱 복합섬유는 과연 어떤 소재인지 알아보도록 하겠습니다. ◆플라스틱 복합섬유, 섬유 강화 플라스틱이란? 섬유 강화 플라스틱은 플라스틱 매트릭스에 유리 섬유나 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등으로 강화한 복합재료입니다. 이 매트릭스에는 불포화 폴리에스테르와 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지가 이용되는데요. 유리 섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics·GFRP)이나 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics·CFRP) 등이 주로 활용되고 있습니다. ◆유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP) GFRP는 불포화 폴리에스테르에 지름 0.1㎜ 이하로 가공한 유리 섬유를 보강한 플라스틱입니다. 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 소재입니다. 단단하지만 가벼우면서도 외부 충격에 강하고 장력(당기는 힘) 강도가 매우 큰 것이 특징입니다. 또한 녹슬지 않고 열에 변형되지 않으며 가공하기 쉽지만, 고온에서는 사용할 수 없다는 것이 단점입니다. GFRP는 건축 자재, 보트, 스키 용품이나 헬멧, 자동차 및 항공기 부품 등에 쓰입니다. ◆탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) CFRP(사진)는 탄소 섬유를 강화제로 하고 매트릭스 수지를 플라스틱으로 해 결합한 복합재료인데요. 즉, 플라스틱에 탄소 섬유를 첨가해 강도와 탄성을 높인 것입니다. 탄소 섬유는 철보다 훨씬 낮은 밀도와 높은 인장 강도(물체가 잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력), 가벼운 무게, 낮은 열 팽창률 등의 특징으로 자동차 및 항공우주 산업, 건축 및 각종 스포츠 용품의 경량화 소재로 각광받고 있습니다. CFRP의 무게는 강철 대비 4분의 1이지만, 강도는 철의 10배에 이릅니다. 따라서 자동차 무게를 획기적으로 낮출 수 있어 보디 및 내장재, 시트 등에 주로 이용되고 있습니다. BMW는 경량화 소재로 CFRP를 자체 개발해 적용하고 있는데요. BMW ‘i3’의 CFRP 활용량은 1대당 약 150㎏이라고 합니다. 또한 BMW ‘i8’은 강철이 8%, 알루미늄이 20%,, CFRP가 43%에 각각 달합니다. 지구 온실 가스 배출량의 25%를 차지하고 있는 자동차 산업에서 GFRP, CFRP와 같은 플라스틱 복합소재가 좀더 확대 적용된다면 에너지는 물론이고 탄소 배출도 줄일 수 있습니다. 유리 섬유와 탄소 섬유와 결합한 플라스틱은 지구환경을 지키는 소중한 화학 기술이라는 사실을 기억하세요. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

 미세먼지의 공포가 지속되면서 우리의 생활 패턴이 바뀌고 있습니다. 아침에 일어나 일기예보만 확인하던 것이 언젠가부터 미세먼지 농도까지 체크하게 된 것입니다.요즘 외출하는 우리 손에는 마스크가 하나씩 들려 있는데요. 이제 마스크는 선택이 아닌 필수품이 되고 있습니다. 마스크에 대한 관심과 수요가 높아지면서 1회용뿐만 아니라 패션과 기능을 강조한 고급스러운 제품도 등장하고 있는데요. 남들과 다른 개성이 넘치는 마스크 세계로 들어가 보도록 하겠습니다.◆미세먼지 차단은 기본에 패션까지! 어번에어 마스크출처=www.amyzon.co.kr여러분은 상대방과 마주쳐 가장 먼저 쳐다보는 부분이 어딘가요? 대부분 얼굴일 것입니다. 그래서 얼굴의 절반 이상을 가리는 마스크는 인상에 큰 영향을 줄 수 있습니다.옷차림에 민감한 이들에게 남들과 똑같은 흰색 마스크를 착용하는 것은 ‘패션 테러리스트’로 전락하는 것처럼 느껴질 텐데요. 이렇게 패션에 민감한 이들을 위해 시중에는 다양한 컬러와 디자인이 적용된 마스크가 출시되고 있습니다. 그 중의 하나가 바로 어번에어 마스크입니다.출처=www.amyzon.co.kr어번에어 마스크(사진)는 4중 구조 에어 필터를 통해 기능을 강화했습니다. 일반적으로 한번 쓰고 버리는 다른 제품과 달리 어번에어 마스크의 에어 필터는 최대 2주까지 사용할 수 있는데요. 필터 내부에는 흡착력과 정화 능력이 강한 활성화 탄소가 포함되어 있어 공기 중에 떠다니는 작은 먼지와 유해 가스, 심지어 전자파까지 차단한다고 합니다. 또한 호흡 밸브가 설치되어 있어 숨 쉴 때 발생하는 습기와 열, 이산화탄소를 효과적으로 배출할 수 있는 만큼 편안하게 들이쉬고 내쉬기를 유지할 수 있습니다.출처=www.amyzon.co.kr어번에어 마스크(사진)의 가장 큰 매력은 에어 필터를 덮는 아우터 마스크에 있는데요. 클래식한 디자인이 적용된 외관에는 색상이 서로 다른 2개의 실이 수직으로 교차하여 감각적이고 세련된 북유럽 스타일의 패턴을 만들고 있습니다. 이런 감각적인 패턴의 핵심에 석유화학 제품이 숨어있는데요. 바로 폴리에스테르입니다. 폴리에스테르는 가볍고 주름이 잘 가지 않는 것은 물론이고 모양도 잘 변하지 않기 때문에 마스크처럼 자주 이용하는 제품에 활용하기 적합한 소재로 인정받고 있습니다.◆완벽한 미세먼지 차단을 꿈꾼다! ‘O2O2’출처=https://o2o2.co자전거로 출·퇴근하는 이른바 ‘자출족’이라는 말이 생겨날 정도로 라이딩을 즐기는 이들이 늘어나고 있습니다. 그러나 미세먼지의 공포로 자전거를 마음 놓고 타기는 찜찜한데요. 그렇다고 비싼 돈을 지불하고 구입한 자전거를 집에만 둘 수도 없고 어떻게 해야 할까요? 이런 분들을 위해 획기적인 마스크가 등장했습니다. 차세대 ‘스마트 마스크’라고 불리는 ‘O2O2’의 디자인은 모든 이의 시선을 끌기에 충분한데요. 마치 영화 속 미래 도시에서나 착용할 것 같은 디자인을 하고 있습니다.출처=https://o2o2.co디자인만큼 확실한 기능을 자랑하는데요. 투명한 마스크 옆에 달린 팬과 필터를 활용해 외부에서 유입되는 미세먼지나 각종 유해물질을 완벽하게 걸러 공기를 정화한다고 합니다. 즉 공기 청정기가 달린 마스크라고 보는 것이 정확할 것 같습니다. 독특한 외관을 자랑하는 O2O2에는 석유화학 제품의 대표주자인 플라스틱이 적용되었는데요. 플라스틱은 가공이 쉬워 다양한 형태로 성형할 수 있으며, 내구성이 좋고 관리가 쉬운 것은 물론이고 인체에 무해하기 때문에 O2O2와 같은 특별한 디자인의 마스크가 탄생할 수 있게 되었습니다.마스크도 이제는 취향에 따라 다양한 디자인과 기능을 선택할 수 있게 되었는데요. 이런 마스크 속에서 폴리에스테르, 폴리우레탄, 나일론, 고밀도폴리에틸렌(HDPE)과 같은 석유화학 제품들이 내구성과 가공성, 내마모성 등을 바탕으로 큰 활약을 하고 있습니다.석유화학 하면 한화케미칼도 빠질 수 없는데요. 한화케미칼은 1965년 설립 후 국내 최초로 PVC를 생산한 데 이어 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 염소·가성소다(CA) 등 산업의 기반이 되는 다양한 기초 석유화학 제품의 생산을 통해 삶의 질 개선에 기여하고 있습니다. 앞으로도 건강한 호흡을 위해 마스크 챙기는 것도 잊지 말고, 그 속에서 함께하는 한화케미칼도 꼭 기억해 주길 바랍니다.한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

 출처=resource.co대부분 단단한 강철로 만들 것만 같은 자동차 부품에는 사실 플라스틱 소재가 적잖이 적용되고 있습니다. 복합 플라스틱 소재는 자동차 무게를 줄여주어 연비 효율성을 높이는데 기여하고 있는데요.얼마 전부터 첨단 고급소재만 사용하던 자동차 제조사들이 버려지는 플라스틱 쓰레기를 수거해 재활용에 앞장서기 시작했습니다. 이렇게 재활용된 플라스틱 섬유로 재가공되어 자동차의 좌석 시트나 도어 트림(안쪽의 잠금장치), 바닥 카펫 등에 쓰이는데요. 플라스틱 쓰레기 재활용의 새로운 방향성을 제시하고 있는 자동차 회사들의 노력을 살펴보도록 하겠습니다.◆플라스틱 부품 25%는 재활용 소재···볼보출처=slashgear.com지난해 6월 볼보자동차는 2025년부터 차량에 활용되는 플라스틱 중 최소 25%는 재활용 소재를 사용할 것이라고 밝힌 바 있는데요. 실제로 ‘XC60’ 플러그인 하이브리드 차량(사진)에는 재활용 플라스틱을 이용한 재활용 소재가 적용됐습니다.출처=www.gas2.com먼저 콘솔(각종 기기를 운전·제어하는데 편리하도록 키와 누름 버튼, 지시기, 스위치 등을 한 판에 모은 것)은 바다에 버려진 어망과 로프 등을 수거해 재활용한 플라스틱 소재를 썼으며, 바닥 카펫은 페트병을 재활용해 만든 섬유소재와 의류업체로부터 받은 자투리 천에서 나온 재활용 면혼방(코튼 믹스)을 이용했습니다. 시트 또한 페트병에서 추출한 PET 섬유를 사용했으며, 보닛 아래 흡음재는 오래된 볼보차의 시트가 재활용됐습니다.◆차량 한 대당 16㎏ 재활용 플라스틱 사용···랜드로버출처=media.landrover.com랜드로버는 차량 한 대마다 16㎏의 재활용 플라스틱과 21㎏의 재생 가능 및 천연 소재를 쓴 친환경 자동차를 만들고 있는데요. 지난해 11월에 공개한 ’레인지로버 이보크’의 인테리어 헤드라이닝(천장 내장)과 필러(완충재)에 이용된 고품질 ‘모르진’(Morzine) 트림 패브릭(섬유)은 플라스틱병과 재활용 섬유에서 추출한 폴리에스테르를 써 제작했다고 밝혔습니다. 랜드로버는 재활용 소재를 사용함으로써 생산 과정에서 에너지 사용을 60% 줄이고, 탄소 발생도 54% 줄이는 효과를 거둘 수 있다고 전했습니다. ◆페트병 쓰레기를 재활용한 포드출처=medium.com포드는 2012년형 신형 전기자동차 좌석에 폐산업용 섬유와 폐플라스틱 용기 등의 재활용 소재를 혼합해 만든 폴리에스테르 재질인 ‘리프리브’(Repreve)를 적용했는데요. 이를 통해 차량당 좌석용으로 22개의 재활용된 플라스틱 용기가 이용돼 연간 약 9만대 분량인 페트병 220만개를 재활용할 수 있다고 밝혔습니다.출처=Autos.ca또한 2013년형 ‘올 뉴 퓨전’의 시트는 재활용 페트병을 활용해 만든 섬유로 만들었는데요. 차량 1대당 약 470㎖의 페트병 38.9개가 쓰였고, 배터리 케이스 또한 버려지는 플라스틱을 재활용해 만들었습니다. 이 외에도 포드는 청바지와 티셔츠를 재활용한 충전재와 차음(遮音)재, 카펫 나일론을 활용해 만든 실린더 헤드커버, 플라스틱 공병과 타이어를 재활용한 플로어 카펫 등을 활용하고 있습니다. 대기 오염과 폐자동차 쓰레기로 환경오염의 주범으로 오해받았던 자동차 제조사들이 플라스틱 페트병 쓰레기를 재활용해 친환경 자동차를 만들면서 지구환경 지킴이로 다시금 재조명되고 있습니다. 최근에는 플라스틱뿐만 아니라 석유화학 제품과 의류 등의 섬유로 인한 쓰레기를 줄이고 재활용할 수 있는 다양한 연구들이 진행되고 있는데요. 이렇게 버려지는 폐기물도 잘만 재활용되면 훌륭한 소재로 재탄생할 수 있다는 사실, 꼭 기억하세요!한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

알루미늄은 우리 생활에서 흔히 사용되어 익숙할 텐데요, 알루미나라는 소재는 알루미늄에 비해 조금은 생소할 것 같습니다. 생활용품에 많이 쓰이는 알루미늄과 달리 상대적으로 알루미나는 전자제품이나 자동차 부품 소재 등으로 한정돼 이용되기 때문이죠. 고순도 알루미나는 최근 첨단 전자제품의 소재로 활용돼 각광받는 물질로 떠올랐는데요, 과연 알루미나는 어떤 물질인지 알아보도록 하겠습니다. ◆알루미늄 산화물 알루미나(Al2O3) 알루미나(사진)는 알루미늄의 산화물로, 실리카와 함께 세라믹스의 주요 재료로 사용됩니다. 알루미늄과 산소의 화합물로 산화알루미늄이라고 할 수 있는데요. 내열성 및 내약품성, 강도 등이 세라믹스가 필요로 하는 성질을 거의 만족하는 물질입니다. 주로 광물 상태로 산출되기 때문에 원료로 쓰기 위해서는 고도의 화학적인 정제 기술이 필요합니다. 알루미나는 다이아몬드만큼 경도가 높아 일반 금속재료보다 15~20배 높은 내마모성을 자랑하고 있으며, 내열성과 내화학성이 뛰어난데요, 이 때문에 스파크 플러그나 절연 애자, 연마재, 내화물, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 섬유 등 광범위하게 이용되고 있습니다. ◆알루미나 제조방법 알루미나 분말(사진)의 제조방법은 1888년 오스트리아의 바이어(K.J Bayer)가 고안했는데요. ‘바이어법’이라 불리며, 세계적으로 가장 널리 매장돼 있는 보크사이트(Bauxite)광을 출발 물질로 현재까지 가장 많이 활용되는 방법입니다. 보크사이트는 일반적으로 Al2O3.nH2O라는 화학식을 지닌 광물인데요, 알루미늄광과 동의어로 사용됩니다. 프랑스 레 보(Les Baux) 지방에서 발견돼 보크사이트라 불립니다. ◆알루미나를 추출하는 가성소다 가성소다(NaOH·사진)는 보크사이트를 용해해 알루미나를 추출하는데 쓰입니다. 추출 방법은 다음과 같습니다. 먼저 보크사이트를 가열 가압 상태에서 고농도의 가성소다에 녹여 소듐알루미네이트(NaAlO2)를 만들고, 방치 및 여과 공정을 거쳐 용해되지 않은 불순물을 제거합니다. 이후 깁사이트(gibbsite)를 종자(seed)로 첨가합니다. 온도에 따른 용해도 차이를 이용해 소듐알루미네이트를 가수분해함으로써 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로 석출시킨 뒤 이를 하소(calcination)해 알루미나를 만들어냅니다. ◆첨단 소재로 떠오른 알루미나 알루미나 세라믹스는 기능성 알루미나로, 1600도의 고온에서도 안정적인 내열성과 내마모성, 절연성, 유전체(정전기장을 가할 때 전기 편극은 생기지만 직류 전류는 생기지 않게 하는 물질), 반도성(半導性), 흡착성 등의 특성이 있어 각종 첨단산업의 전자부품과 회로기판, 반도체 공정용 장비 및 소재, 자동차 엔진, 인체 골격 이식용 생체 바이오 소재까지 광범위하게 사용되고 있습니다. 또한 기술발전에 따라 더욱 그 용도가 다양해지고 있어 향후 첨단산업의 핵심 소재로 떠오르고 있죠. 알루미나, 이제 조금은 익숙해졌나요? 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

플라스틱은 생활 필수품에서부터 가전제품, 스마트 기기, 자동차 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있지요. 이렇게 활용 분야가 넓은 건 성형과 주조를 통해 원하는 모양과 컬러로 쉽게 변형할 수 있는 특징 때문입니다. 그런데 이 플라스틱이 단단해야 할 자동차 차체와 엔진룸까지 점령하기 시작했습니다. 튼튼하면서도 열과 진동에 강해야 할 자동차 소재로 쓸 수 있는 건 바로 열경화성 플라스틱 덕분입니다. 아울러 자동차 무게를 줄여주어 연비를 향상시키는 데 기여하고 있는 열경화성 플라스틱은 과연 어떤 소재일까요? ◆열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱 플라스틱은 본래 한번 성형한 제품이라도 열을 다시 가하면 재성형을 할 수 있는 소재입니다. 일상 생활에서 우리가 자주 이용하는 페트병이나 플라스틱 장난감, 세제 용기 등은 바로 열을 가하면 다시 녹는 성질이 있는 열가소성(thermoplastic)입니다. PVC와 PE, PP, PS, PET 등이 바로 열가소성 플라스틱에 해당합니다. 한번 성형하면 다시 가열해도 모양이 변하지 않는 플라스틱도 있습니다. 바로 열경화성 플라스틱(thermosetting resin)인데요, 한번 굳으면 다시 열을 가해도 녹지 않습니다. 접착제 등의 실리콘 수지, 건물 방수 도료 등의 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등이 해당합니다. 열가소성 플라스틱은 열을 가해 녹이거나 부드럽게 만든 뒤 형틀을 이용해 제품을 만드는 방식이 적용되며, 열경화성은 수지에 경화제를 첨가해 경화가 일어나고 있는 과정 중 형틀을 이용해 제품을 만들어냅니다. ◆단단하고 열에 강하다 열경화성 플라스틱은 구성하는 단량체의 결합이 3차원의 입체적인 그물 구조여서 입체 폴리머(중합체) 또는 가교 폴리머라고도 합니다. 일반적인 사슬형 고분자와 달리 기존 사슬 사이에 추가적인 결합이 형성돼 그물망 구조를 갖게 되는데요, 이로 인해 분자의 전체 크기가 커져 분자량이 매우 높아지게 됩니다. 따라서 기존의 고분자보다 훨씬 높은 녹는 점과 탄성을 갖게 됩니다. 열에 강하고 단단하기 때문에 내열 및 내화학 제품에 주로 활용됩니다. ◆강화 열경화성 플라스틱 SMC 열경화성 수지에 유리나 섬유 등 강화제를 추가해 다양한 강화 플라스틱을 만들 수 있는데요. ‘섬유 강화 플라스틱’(FRP)와 ‘탄소섬유 강화 플라스틱’(CFRP) 등이 바로 ‘강화 열경화성 플라스틱’(SMC)입니다. SMC는 최근 금속만큼 단단하고 강하지만 무게가 가벼워 자동차 경량화 소재로 각광받고 있는데요. 자동차 부품과 전기 자동차의 배터리 소재로 사용되면서 차체 무게를 획기적으로 줄여주는 친환경 소재로 이용되고 있습니다. ◆열경화성 플라스틱도 재활용한다 열경화성 플라스틱은 자동차와 전자제품 등에 쓰여는 등 우리 생활에 꼭 필요한 소재인데요. 한편으로는 재활용이 불가능하다는 단점을 지니고 있었습니다. 하지만 열경화성 플라스틱도 재활용할 수 있는 기술이 나오기 시작했습니다. 2015년 IBM은 재사용할 수 있는 열경화성 플라스틱을 발표해 산업계를 놀라게 했는데요. 아민과 포름알데히드 사이의 탈수반응(Dehydration)을 통해 열경화성 고분자를 만드는 방식이 그 비법입니다. 이 고분자를 HDCN(Hemiaminal Dynamic Covalent Networks)이라 하는데요, 고분자가 HDCN에 열을 가해 추가적인 탈수반응을 일으켜 만든 열경화성 플라스틱은 산성용액에서 쉽게 분해됩니다. 이로써 열경화성 플라스틱이라 해도 산성용액에 넣으면 쉽게 분해해 재활용할 수 있도록 한 것입니다. 이 기술은 세계경제포럼에서 ‘2015 뜨는 10대 기술’로 선정된 바 있습니다. 환경을 생각한 전기 자동차를 만드는 소재인 동시에 재활용까지 고려한 기술을 연구 중인 열경화성 플라스틱. 우리 생활을 더욱 편리하게 하면서도 환경을 생각하는 ‘지속가능한 플라스틱’을 위해 학계와 산업계가 힘을 합해 연구를 계속하고 있는데요. 한화케미칼도 지속가능한 미래를 위한 화학기술을 개발하는데 더욱 노력하도록 하겠습니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

 우리의 일상 생활에서 패션은 큰 부분을 차지하는데요. 매일 외출 시마다 착용하는 옷과 가방 소재로 가죽은 매우 광범위하게 쓰이고 있습니다.최근에는 패션에도 환경을 중시하는 에코 열풍이 불면서 천연가죽 대신 인조가죽으로 만든 제품이 인기를 얻고 있는데요. 동물도 보호하고 패션센스도 한단계 높일 수 있는 기특한 인조가죽에 대해 알아보도록 하겠습니다.◆천연가죽의 이면인류가 생존을 위해 수렵과 사육을 하는 과정에서 먹을 수 없는 가죽을 몸에 걸치거나 바닥에 깔기 시작했는데요. 지금은 고급 소재로 동물 가죽이 사용되고 있습니다.천연 가죽을 얻는 과정에서 불법 사육과 밀렵을 통해 멸종 위기상태에 몰린 동물들도 있는데요. 인조가죽은 이들 동물을 멸종 위기에서 구할 수 있는 소재로 떠오르고 있습니다.◆인조가죽과 화학기술인조가죽은 부직포와 폴리우레탄 등의 소재를 배합해 인공적으로 만든 모조품입니다. 가죽과 외형, 질감이 거의 유사해 겉으로 봐서는 진짜와 구분하기가 쉽지 않습니다. 인조가죽이 등장한 때는 1940년대로, 합성섬유 나일론이 나온 뒤 다양한 합성제품들이 나오기 시작한 시기입니다. 합성수지 기술이 점점 발전하면서 인조가죽은 소파와 신발, 가방, 옷 등 다양한 곳에 활용되게 됩니다.그 중에서도 폴리우레탄 인조가죽은 소가죽 느낌을 내 소파나 자동차 시트, 가방과 같은 제품을 만드는 데 주로 이용되며, PVC 인조가죽은 천연 가죽과 유사하면서도 오염에 강하고 강도가 좋아 의자와 같이 내구성이 필요한 제품에 사용됩니다.◆천연가죽보다 인조가죽인조가죽은 천연가죽보다 저렴하고 물과 습기에도 강해 널리 쓰이고 있습니다. 그러나 천연가죽에 비해 내구성이 떨어져 오랫동안 이른바 ‘싸구려’ 취급을 받아왔습니다. 진짜가 아닌 가짜 가죽으로 불렸죠. 그래서 천연가죽을 선호하는 경향은 변함이 없었는데요. 2000년대 후반에 들어서면서 기술이 점점 발전하면서 이제는 천연가죽보다 더 높은 평가를 받는 제품들이 나오기 시작했습니다.인조가죽의 장점은 무엇보다 물에 강하다는 것인데요. 방수성과 투습성(습기를 방출하는 성질), 경량성 등이 강화되어 신발과 가방, 의류 그리고 스마트 기기 케이스나 자동차 내장재(사진), 기능성 아웃도어 의류 등에 쓰이고 있습니다.◆글로벌 주류가 된 비건패션출처=jamesandcovegan.net최근 명품 브랜드들이 천연모피로 만든 제품은 만들지 않겠다고 속속 발표하고 있는데요. 지난 1월 노르웨이 정부는 “2025년까지 단계적으로 모피 생산을 중단하는 방안을 추진할 것”이라고 발표했고, 유럽에서는 영국과 오스트리아, 덴마크가 이미 생산을 금지하고 있습니다. 미국 로스앤젤레스는 지난 9월 모피 의류와 액세서리 판매 금지를 추진하기로 결정했다고 밝혔는데요. 천연모피와 가죽을 금지하는 비건패션은 이제 세계적으로 퍼져나가고 있습니다.천연가죽은 오래되면 재활용하기 어렵습니다. 이에 반해 인조가죽은 분쇄한 뒤 천연고무와 섞으면 다시 활용할 수 있다는 점 알고 있었나요? 재생가죽에서 알 수 있듯 화학이 동물을 보호하는 한편 우리 삶의 지속가능한 미래를 가져다줄 수 있다는 점, 한번쯤 되새겨보길 바랍니다.한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

 출처=generationsinsurance.ca12월이 되기도 전에 첫눈을 맞아 올겨울에는 많은 눈이 올 것으로 예측되고 있는데요. 그만큼 길이 미끄러워 운전자들의 걱정은 더욱 커졌습니다.겨울이 되면 스노㎞우 타이어(Snow Tire)에 대한 관심이 높아지는데요. 꼭 스노 타이어로 교체해야 하는지 고민하는 이들이 많을 겁니다. 꼭 겨울용 타이어를 사용해야 할지, 먼저 여름용이나 사계절용 타이어와 어떤 차이점이 있는지 알아보도록 하겠습니다.◆겨울용 타이어 특징출처=autoTrader.ca겨울용 타이어는 트레드(노면에 닿는 부분) 디자인과 고무에 다른 물질을 첨가해 마찰력을 높여주는데요. 특히 수많은 실금 문양의 홈이 많이 들어가도록 설계돼 있는데요. 이들 크고 작은 홈은 마찰 계수가 높지 않은 눈길 표면을 최대한 긁어 주는 모서리 효과를 일으킵니다. 접지 면적을 넓혀 마찰력을 극대화해주는 역할도 합니다. 또한 눈이 녹은 도로에서 달릴 때 수막현상을 막고, 충분한 접지력을 확보하는데 도움을 줍니다.눈길이 아니어도 겨울에는 낮은 온도로 고무가 더 딱딱해지는데요. 이럴 때는 노면에서 마찰력이 크게 떨어집니다. 이를 방지하기 위해 타이어 조성물을 다르게 설계하는데요. 저온 전용 특수 실리카(이산화규소)를 배합해 7도 이하에서도 딱딱하게 굳거나 얼지 않도록 합니다.◆겨울용 타이어···노르딕 VS 알파인출처=theglobeandmail.com겨울용 타이어는 두가지로 나눌 수 있는데요. 노르딕(Nordic)과 알파인(Alpine) 타입입니다. 아크틱(Arctic)이라고도 하는 노르딕은 북유럽이나 러시아, 캐나다 등 북반구에서 주로 쓰이는 타입으로, 다시 스파이크가 장착된 스터더블(Studdable)과 없는 스터들레스(Studless) 두가지가 있습니다. 스터드는 알루미늄과 텅스텐을 주로 이용·제조하는데, 눈길과 빙판 노면에서 압도적인 성능을 발휘한다. 다만 젖거나 마른 노면에서는 성능의 한계가 있고, 노면을 손상시킬 수 있어 몇몇 국가에서만 허용된 제품입니다.스터들레스 타입은 우리나라에서도 활용됩니다. 스터드가 없어 젖어 있거나 마른 노면에서도 사용할 수 있으나 눈길과 빙판 성능을 중심으로 나온 제품이기 때문에 속도 지수가 에이치 스피드(H-Speed·시속 210㎞)에서 큐 스피드(Q-Speed·〃 160㎞) 정도입니다.출처=미셸린 타이어알파인 타입 타이어는 눈이 녹은 뒤 젖어 있는 노면을 대상으로 나온 제품인데요. 우리나라에서 겨울철 눈이 내린 뒤 자주 목격할 수 있는 도로 상태입니다. 알파인 타입의 겨울용 타이어는 젖거나 마른 노면에서 주행하는 일이 잦기 때문에 브이 스피드(V-Speed·시속 240㎞) 제품이 많으며, 고성능 차량을 위한 더블유 스피드(W-Speed·〃 270㎞)용도 있습니다.만약 도심에서 주로 운전을 한다면 눈이 금방 녹기 때문에 알파인 타입을, 강원도와 같이 일반적으로 눈이 많이 쌓여 있는 지역이라면 노르딕 타입을 각각 선택하는 것이 좋습니다.◆최신 타이어 기술 3D 사이프(Sipe)출처=yokohama-online.com겨울용 타이어의 최신 기술인 3차원(3D) 사이프는 커프(Kerf)라고 부르는 미세한 가로방향 무늬를 의미하는데요. 사이프는 블록을 잘게 쪼개 접촉 면적을 넓혀 마찰 계수를 높이는 역할을 합니다. 잘게 쪼개진 만큼 강성은 떨어지고, 그 결과 마른 노면에서 성능은 후퇴됩니다.출처=Snowtyres.com.au특히 겨울용 타이어는 여름용에 비해 그루브(트레드 형상에 따라 패인 홈)의 깊이가 깊고, 도로와 맞닿는 컴파운드로 무른 소재를 씁니다. 때문에 블록 강성이 약해지면 주행 시 휘청거리는 느낌을 받기 쉽습니다. 3D 사이프는 이런 현상을 보완하는 신기술로, 2차원(2D) 사이프가 적용된 블록과 비교했을 때 훨씬 견고한 구조를 자랑해 안정적인 주행을 보장합니다.◆겨울용 타이어의 제동 효과출처=한국타이어 국내 타이어 회사의 연구 결과 눈길에서 시속 40㎞로 달리다 멈출 때 겨울용 타이어는 제동거리가 18.49m인데 비해 사계절용 타이어는 37.84m입니다. 이처럼 겨울용 타이어가 사계절용 대비 제동 성능이 2배 정도 탁월한 것으로 나타났습니다.◆고성능 타이어 소재 폴리우레탄출처=roofbox.co.uk타이어는 천연 또는 합성고무에 카본블랙(흑색의 미세한 탄소 분말)과 실리카, 파라핀계 오일, 항오존제, 항산화제 등 200여 가지가 넘는 화학물질을 섞어 만드는데요.타이어의 내마모성과 내충격성을 높여 수명을 늘리는 폴리우레탄 타이어도 있습니다.  폴리우레탄 타이어는 일반 고무 제품과 비교했을 때 소음 감소와 충격 흡수에서 뛰어납니다.아무리 좋은 타이어를 장착했다고 해도 안전운전만큼 중요한 것은 없죠. 눈길이나 빙판길을 달릴 때는 천천히 감속하고, 앞차와 거리를 충분히 유지하는 것이 중요합니다. 또한 타이어 공기압은 겨울철에 더 빨리 낮아지는 경향이 있기 때문에 주기적으로 확인해야 합니다. 이렇게 갑작스런 눈길에서 위험하지 않도록 대비해 안전한 겨울을 나길 바랍니다.한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

과거 자동차는 교통수단으로만 여겨졌습니다. 무거운 물건을 운반하고, 장거리를 이동할 때 사용하는 수단에 불과했는데요. 최근에는 다양한 기능이 추가되면서 우리 생활의 일부분으로 인식되고 있습니다. 특히 성능이 향상되면서 안전을 확보해주는 기능이 획기적으로 개선되고 있으며, 관련 인식도 많이 바뀌고 있는데요. 그중에서도 교통사고 시 우리의 안전을 지켜주는 에어백(사진)도 다양한 모습으로 우리 앞에 등장하고 있습니다. 오늘은 혁신적인 기술을 앞세워 충격으로부터 우리의 생명과 안전을 지켜주는 에어백을 살펴보도록 하겠습니다. ◆자전거도 안전이 필수! 에어백 헬멧 최근 들어 서울시에서 운영하는 공공 자전거 ‘따릉이’를 저렴한 비용으로 빌릴 수 있는 대여소가 곳곳에 생겨나면서 쉽게 탈 수 있게 되었는데요. 빠른 속도로 달리다 보면 자칫 잘못하면 안전사고로 이어지기 쉬운데요. 그래서 안전장비 착용이 필수인데요. 혹시 자전거를 위한 에어백(사진)이 있다는 사실 알고 있었나요? 이 에어백은 자전거에 설치하는 것이 아니라, 탑승자의 목에 목도리처럼 두르기만 하면 되는데요. 자전거로 주행하다 사고가 발생하면 자동차의 에어백과 같은 원리로 터져 헬멧 모양으로 머리를 보호해줍니다. 에어백에는 충격감지 센서가 장착되어 있어 비정상적인 움직임이 감지되면 0.1초 만에 머리와 목을 감싸게 되는데요. 헬멧 착용을 귀찮게 여기는 아들이 많은 점을 감안할 때 에어백 헬멧은 큰 인기를 얻는 것은 물론이고 탑승자의 안전에 큰 도움이 될 것 같습니다. ◆선루프도 완벽 차단···선루프용 에어백 과거 자동차의 창문은 앞과 뒤, 양옆이 전부였습니다. 최근 우리의 머리 위에 창문이 하나 생겨난 차도 심심찮게 볼 수 있습니다. 별것 아닌 것 같은 이 창문 하나가 환기도 시켜주고, 차량 내부도 밝게 해주며, 하늘도 볼 수 있게 해주는 등 다양한 기능을 하고 있는데요. 파노라마 선루프까지 등장하면서 탁 트인 시야를 제공하고 있습니다. 반면 그에 따른 안전성 문제도 지속적으로 수면 위로 올라오고 있는데요. 이를 해결해줄 수 있는 파노라마 선루프 에어백(사진)이 개발되었습니다. 파노라마 선루프 에어백 시스템(사진)은 말 그대로 선루프를 위한 안전장치입니다. 파노라마 선루프를 열고 주행을 하다 사고가 발생하면 탑승자가 이곳을 통해 튕겨 나갈 가능성이 있는데요. 파노라마 선루프 에어백 시스템은 사고 발생 시 0.08초 만에 지붕을 덮어 탑승자의 이탈을 방지해줍니다. 또한 탑승자의 머리에 가해질 수 있는 충격을 줄일 수 있어 심각한 상해도 막아줄 것으로 기대되고 있습니다. ◆아이도 안전하게···카시트 에어백 아이와 차량에 동승한 보호자는 안전장치에 바짝 신경을 써야 하는데요. 특히 카시트는 아이의 안전을 위해 꼭 필요합니다. 아이의 몸에 딱 맞는 카시트를 이용해 몸을 고정해야 사고가 발생했을 때 효과를 볼 수 있습니다. 물론 부모 입장에선 카시트 만으로는 안심할 수 없습니다. 그렇다면 에어백이 내장된 카시트(사진)는 어떨까요? 카시트로 한번, 에어백으로 또 한번 충격으로부터 보호를 받기 때문에 안심할 수 있을 것 같은데요. 실제로 시중에는 에어백을 장착한 카시트(사진)가 있습니다. 이 카시트 역시 충격감지 센서가 내장되어 있어 사고 발생 시 0.05초 만에 에어백이 펼쳐집니다. 아이의 목 주변에 펼쳐진 에어백은 머리까지 보호하며, 실험 결과 충격의 55%를 감소시켜주는 것으로 나타났다고 하는데요. 어른들에 비해 자동차 사고에 취약할 수밖에 없는 아이들이 카시트 에어백으로 좀 더 보호받을 수 있었으면 좋겠습니다. 우리의 안전을 지켜주는 에어백은 석유화학제품으로 만들어지는데요. 석유화학의 대표적인 제품인 나일론(Nylon)은 물론이고 페트(PET)를 사용하기도 하며, 외부 코팅으로는 폴리우레탄이 활용되고 있습니다. 이들 석유화학제품은 부드러우면서도 탄력성과 내구성이 좋기 때문에 순간적인 충격을 견뎌야 하는 에어백에 적합한 소재로 인정받고 있는데요. 안전사고로부터 우리의 생명을 지켜주는 에어백과 같이 우리 삶의 질을 높여주고 있는 석유화학제품을 많이 사랑해주세요. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

 친환경 에너지에 대한 전 세계적인 관심과 수요 증가로, 태양광 시장도 점점 커지고 있는데요. 이제 태양광 에너지판이 설치된 집이나 아파트, 주차장 등을 쉽게 찾아볼 수 있을 만큼 우리 생활 속에 자리 잡고 있습니다. 이 태양광 에너지를 만들기 위해서는 없어서는 안 될 필수 재료가 있습니다. 바로 폴리실리콘이라는 물질인데요. 태양전지에 꼭 필요한 재료이기 때문에 ‘태양광 산업의 쌀’로 불리고 있습니다. 미래 에너지를 책임질 폴리실리콘은 어떤 물질이고, 어떻게 만들어지는지 알아보도록 하겠습니다.◆‘태양광 산업의 쌀’ 폴리실리콘출처=피브이 매거진(PV Magazine)실리콘(silicon)은 ‘규소’(Si)라고도 하는데요, 지구상에서 산소 다음으로 많이 존재하는 원소입니다. 폴리실리콘(polysilicon·사진)은 태양전지에서 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 역할을 하는 작은 결정체들로 이뤄진 물질인데요. 고순도의 다결정 분자구조로 되어 있습니다. 입자 크기는 보통 10나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m)에서 1마이크로미터(㎛·1㎛는 100만분의 1m) 정도로, 반도체와 태양전지에 사용되고 있습니다. 일반 실리콘에 비해 불에 잘 견디는 내화성, 발수성, 산화·저온안정성, 가스 투과성 등이 뛰어난 것이 특징입니다. ◆고난도의 폴리실리콘 공정과정폴리실리콘을 만드는 과정. 출처=한화케미칼실리콘은 지구상에서 매우 풍부한 물질 중 하나이기 때문에 쉽게 찾을 수 있는데요. 하지만 자연에서는 실리콘이 순수한 원소 형태로 존재하지 않기 때문에 분리하는 과정부터 매우 복잡합니다.먼저 자연상태에서 이산화규소(SiO2)로 존재하는 실리콘에서 산소와 불순물을 제거한 분말 형태의 금속성 실리콘(MG-Si)을 염화수소(HCl)와 반응시키면 혼합 실란가스(TCS·STC)가 발생합니다. TCS 합성 공정에서 생산한 TCS(Trichlorosilane·SiHCl3·삼염화실란)를 정제해 고순도 TCS로 만듭니다. 이어 진공 용기(Bell Jar) 형태의 반응기에 고순도 TCS를 넣어 폴리실리콘 제품을 생산하게 되는데요. TCS의 규소 성분이 CVD(Chemical Vapor Deposition·화학기상증착) 반응을 통해 필라멘트(Filament)에 증착되어 막대형 제품이 생성됩니다. 이 과정에서 발생하는 혼합 가스는 성분별로 분리하여 재활용됩니다.태양 전지판 제조용 실리콘은 순도가 99.999999%가 되어야 합니다. 고순도 TCS 분리 과정에서 조그만 오차라도 발생하면 고순도 제품은 나올 수 없을 만큼 고난도의 공정입니다.◆태양광 모듈에 사용되는 고순도 폴리실리콘출처=한화케미칼폴리실리콘(사진)은 웨이퍼와 태양전지(셀), 모듈, 시스템 등 태양광 산업을 위한 핵심 기초소재지만, 고순도 정제·제조기술이 까다로워 진입장벽이 높은 물질이기도 합니다. 따라서 고도의 공정기술과 자본력을 갖춘 소수 업체만 생산할 수 있는 제품으로 잘 알려져 있습니다. 국내 개발 이전까지 전 세계적으로 미국과 독일, 노르웨이, 일본 등이 시장 점유율 대부분을 차지하고 있었는데요. 2007년 폴리실리콘을 생산할 수 있는 기업은 전 세계 4개국 7개 업체뿐이었으며, 우리나라도 전량 수입에 의존하고 있었습니다.◆세계 시장을 선도하는 한화케미칼한화케미칼의 폴리실리콘 공장. 출처=한화케미칼 홈페이지(http://hcc.hanwha.co.kr/ko/)한화케미칼은  전남 여수의 국가산업단지 내 연간 1만5000t 생산 규모의 폴리실리콘 공장을 완공해 2014년부터 운영을 시작했는데요, 현재 ‘폴리실리콘-잉곳-웨이퍼-태양전지(셀)-모듈-발전’으로 이어지는 등 태양광 사업에 필요한 모든 과정을 세계 최초로 수직 계열화했습니다. 태양광 수직 계열화란, 기초 생산 원료인 폴리실리콘부터 발전에 필요한 모든 과정을 사업 영역으로 삼아 최종적으로 생산된 전기 에너지를 사용하는 시스템까지 모든 단계를 갖춘 상태를 뜻합니다.화석연료 사용을 줄여 온실효과를 줄여주는 태양광 에너지 기술을 통해 안전하고 깨끗한 친환경 세상을 이끌어 가고 있는 한화케미칼의 도전에 많은 응원 보내주길 바랍니다.한화케미칼 블로거*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.