[에너지단열경제]안조영 기자

유기단열재의 원료

<폴리스티렌[polystyrene]>
(스티로폴로 알려진 비드법단열재(EPS)와 압출법단열재 9XPS)의 원료)

스티렌의 라디칼 중합으로 얻어지는 비결정성의 고분자로, 무색 투명한 열가소성 수지다.
끓는점 145℃, 스티롤 수지라고도 한다.
에틸렌과 벤젠을 반응시켜 생긴 액체 스티렌 단위체의 중합체인 폴리스티렌으로 이루어지며 약품에 잘 침식되지 않는다.
스티렌 수지는 플라스틱 중에서 가장 가공하기 쉽고 높은 굴절률을 가진다.
또 투명하고 빛깔이 아름다울 뿐만 아니라 단단한 성형품(成型品)이 되고 전기절연 재료로도 우수하다.
내외부 단열재에서 가장 많이 사용돼 스티로폴로 알려진 비드법단열재(EPS)와 압출법단열재 9XPS)의 원료로 이용된다.


<폴리프로필렌[polypropylene]>
(포장용 필름, 연신(延伸) 테이프, 섬유, 의류, 일용잡화, 완구 등에 사용)

프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이다.
이불솜, 돗자리, 보온병 등에 쓰인다.
프로필렌은 석유화학공장에서 나프타를 분해할 때 에틸렌과 함께 생긴다. 치글러나타촉매(대표적인 것은 삼염화타이타늄과 다이에틸염화알루미늄으로 이루어진 착염)를 핵산 속에서 만들고, 그 속에 프로필렌을 약 70℃, 5atm에서 통하면 쉽게 합성된다.
아이소택틱(isotactic) 구조를 가지며, 따라서 구조식과 같이 메틸기(基)가 같은 방향으로 정연하게 배열되어 있다.
녹는점은 165℃이고, 하중(荷重) 하에서 연속사용이 110℃에서 가능하다. 밀도는 0.9∼0.91이며, 결정도(結晶度)는 크지만 성형한 후에는 70% 이하로 저하된다.
전기적 성질은 탄소와 수소만으로 이루어져 있기 때문에 우수하며, 폴리에틸렌에 버금간다. 폴리프로필렌은 폴리에틸렌, PVC, 폴리스타이렌과 함께 4대 범용수지의 하나로서, 열가소성수지 중 사용량 비중이 24%에 달한다.
비용과 환경면에서 유리하다는 장점도 가진다.
용도는 포장용 필름, 연신(延伸) 테이프, 섬유, 의류, 카펫, 파이프, 일용잡화, 완구, 공업용 부품, 컨테이너 등이다.
사출성형품은 각종 컨테이너를 비롯한 일용잡화이고, 합성섬유는 주로 강력한 공업용품(인장강도:데니어당 9g)이나 카펫·이불솜이 많다.
플랫얀(flat yarn)은 중·저압 폴리에틸렌과 마찬가지로 쌀·밀·비료 부대, 접착테이프 등에 사용된다.
압출성형(壓出成型)으로는 펼쳐 늘여 종이·강철 밴드 분야에 그리고 돗자리와 같은 새로운 용도가 개발되었다.
중공성형품(中空成型品)은 뜨거운 물에 견디므로 폴리에틸렌과 달리 보온병, 열소독을 하는 의료기구·약품용기 등에 사용된다.

<폴리우레탄(polyUrethane)>
(자동차 내장재, 침구 매트리스, 건축 단열재, 가연성 높고 화재시 유독가스 배출)

폴리우레탄(polyUrethane)은 발포 폴리우레탄과 무발포 폴리우레탄이 있다.
발포 폴리우레탄은 우레탄폼이라고도 하며 초연질(超軟質)·연질·반경질(半硬質)·경질 등의 여러 가지 굳기를 가진다.
자동차 내장재에서 침구 매트리스에 이르기까지 다양한 용도로 쓰인다.
무발포 우레탄은 스판덱스, 합성피혁에서 코팅 및 실란트, 몰드 성형용으로 사용된다.
우레탄폼은 액체 상태의 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)라는 두 화학물질을 섞은 후 발포제를 넣어서 만드는 화학물질로 단열재나 방음재로 많이 사용된다.
그러나 불에 잘 타는 가연성을 지녔고, 불이 붙으면 일산화탄소(CO)ㆍ시안화수소(HCN) 같은 각종 유독가스를 내뿜는 특징이 있어 많은 양이 인체에 유입될 경우 생명까지 위협하는 치명적인 피해를 끼친다.

<페놀류[phenols]>
(불연성 높아 단열재 사용, 발암물질 포름알데이드 방출)

벤젠 고리에 히드록시기(-OH)가 치환된 방향족 탄소 화합물을 페놀류라고 한다.
페놀은 심한 악취가 나는 무색 결정으로, 분자량 94.11, 녹는점 40.90, 끓는점 181.75, 비중 1.07이다.
페놀은 에탄올, 에테르 등에 잘 녹는다.
페놀은 히드록시기를 지니고 있는 점에서는 알코올과 비슷하여 금속 나트륨과 반응하고 카르복시산과 에스테르화 반응을 한다.
그러나 페놀은 벤젠 고리가 히드록시기에도 크게 영향을 미치기 때문에 물에 조금 용해되어 약한 산성을 나타내며, 알칼리 수용액과 중화 반응하여 염을 생성하므로 알칼리 수용액에는 매우 잘 용해된다.
페놀류에는 페놀을 비롯하여, 소독액에 함유되어 있는 크레졸, 사진 현상제로 사용되는 하이드로퀴논 등이 알려져 있다. 페놀류를 검출하는 데는 염화철(Ⅲ)의 수용액에 의하여 짙은 청자색이 되는 발색 반응(發色反應)이나, 브롬수에 의하여 백색 침전이 생기는 것으로 확인하는 방법 등이 있다.
최근 불연성이 높다고 해 외부 단열재로 인기를 끌고 있는 페놀폼(Phenolic Foam)은 페놀수지와 경화제, 발포제를 혼합하여 발포경화 시킨것으로서 단열, 보온 효과가 우수하다.
하지만 시공 후 1급 발암물질인 포름알데이드가 허용 기준치 보다 많게는 10배 이상 방출되는 시험 결과도 나와 있어 인체 유해성 논란이 끊이지 않고 있다.

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