PVC는 열가소성 플라스틱의 하나이자 염화비닐을 주성분으로 하는 열가소성 중합체로, '폴리염화비닐', '염화비닐수지' 라고도 합니다.
PVC의 발견은 우연한 기회로 과학자 두명에게 발견되게 되었는데, 이 때는 그 가치를 모르다 1926년이 되어서야 왈도 세몬이 가소제를 첨가하게 되면서 우리가 흔히 말하는 비닐 즉 가소화 PVC가 탄생하게 됩니다.
그때까지만 해도 사람들은 PVC가 쓸모없는 물질이라 생각하여 휴지통에 버리기까지 하였다는데요, 이제는 수익성면에서 화학산업중 가장 가치있는 사업이 됐습니다.
PVC는 강하고, 색을 내기 쉽고, 단단하거나 유연하고(가소제 첨가에 따라서), 잘 마모되지 않지만 열에 약한 특징을 지니고 있습니다.
폴리염화비닐의 분자사슬은 폴리에틸렌분자 사슬의 탄소 하나 건너에 염소가 붙은 구조를 하고 있는것을 위 그림을 통해 확인할 수 있습니다. 이 염소 원소가 커다란 원자이며, 또 전자를 끌어 붙여 두는 강한 원자이기 때문에 폴리염화비닐의 사슬은 자유로이 움직이기 어렵게 됩니다. 따라서 본래 염화비닐은 단단하고 부서지기 쉬운 물질입니다.
PVC를 실제로 사용할 때는 이것과 잘 섞이는 기름, 예를 들면 DOP(dioxy phtalate), TCP(tricrazyl phosphate)와 같은 화합물을 혼합하여 가소성을 높입니다. 또한 분해를 방지하기 위하여 안정제나 충전제를 섞습니다. 특히 연질(물렁물렁한)의 폴리염화비닐 수지인 경우에는 DOP, TCP 등의 가소제를 염화비닐의 반량 정도 사용하게 됩니다. 이와 같이 다량으로 가소제가 들어간 폴리비닐은, 온도가 높아지면 너무 무르게 되기 쉽고 저온에서는 단단해지는 결점이 생깁니다. 수도관이나 물받이를 만드는 경질(단단한) 폴리염화비닐은 가소제의 양을 조금 사용하고, 충전제로 탄산칼슘 같은 각종 무기물질을 많이 섞은 것입니다. 이와 같이 그 성질은 다소 결점이 있으나 투명한 점, 착색하기 쉬운 점,가공하기 쉬운 점, 잘 타지 않고 또 값이 싼 점 등으로 보아 뛰어난 합성수지라는 점을 알 수 있습니다.
그래서 현재 PVC 생산의 50%이상이 건설부분에서 사용되고 있으며 나무, 콘크리트 등의 전통적 건축자재를 대체하고 있습니다. 뿐만아니라 비닐사이딩, 축음기, 파이프, 배관 및 도관고정용 심지어는 전기케이블, 옷감까지도 쓰입니다.
다음으로 PVC의 성형성과 조건들을 살펴보면,
경질 PVC
연질 PVC
온도의 조건은 위의 표와 같고, 가소화 온도는 20~50rpm정도로 낮게, 실린더 온도가 190도 이상이 되면 염화수소가 발생하여 실리더 ,스크류 등을 부식시키므로 온도에도 유의해야 합니다.
이렇게 가공하기도 편하고, 물성도 뛰어나지만 현재 PVC 사용량을 억제하자는 움직임이 일고있습니다. 국가 뿐만아니라 개인들도 사용을 억제하는 추세인데 이유는 왜일까요?
이유는 PVC의 독성때문입니다. PVC의 경우 태우면 유독물질이 발생할 뿐만아니라 가소제인 프탈레이트 또한 내분비계 교란물질입니다. PVC의 원료인 염화비닐도 국제 암연구소에서 분류한 발암성 물질이기도 합니다.
단순히 태우는것 뿐만아니라 EU 산하 독성, 생태독성,환경에 관한 과학위원회에서도 3세이하의 아이가 PVC로 만든 장난감 제품을 입속에 넣어 빨게되면 잠재적 유해화학물질인 DEHP와 DINP가 축적되는데 동물실험을 통해서 간과 콩팥에 심한 손상을 입힌다는 점 또한 확인되었습니다.
이러한 인류의 건강상의 문제 뿐만아니라 PVC는 가소제 등 여러물질이 첨가되어 재활용이 불가능하기에 환경에도 나쁜 영향을 미친다 알려져 있습니다.
때문에 PVC를 대체할 친환경적인 제품을 찾는 노력이 현재까지도 이어지고 있다고 할 수 있겠네요.
폴리코에서는 PVC를 대체할만한 필름으로 엑셀이라는 필름을 개발 중 입니다. 아직 시험생산중입니다.
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