[차한잔]  플라스틱 재활용에 관한 전문적인 고찰

 아래의 링크의 첫 댓글에서 플라스틱의 분류에 관하여 자세한 사항을 요청하여 글을 새로 작성합니다.

https://dvdprime.com/g2/bbs/board.php?bo_table=comm&wr_id=22295157&push_link=history 

기본적으로 플라스틱의 분류 7가지 종류로 분류합니다. (아래의 링크를 참고하시면 될 것 같습니다.)

https://tmistory.tistory.com/entry/%EC%9E%AC%ED%99%9C%EC%9A%A9-%EB%B2%88%ED%98%B8%EB%A1%9C-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B8-%ED%94%8C%EB%9D%BC%EC%8A%A4%ED%8B%B1-%EC%A2%85%EB%A5%98

분류기호 1번은 페트(PET)입니다. 저온에서 용출물이 없어서 안전하고, 비정질 고분자로서 투명한 고분자입니다. 때문에 내용물이 잘 보여야 하는 식품용기에 많이 사용됩니다. 120 도 C 이상에서는 결정상이 형성되며, 결정상이 있으면, 빛이 투과하는 방향에 따라 굴절률이 달라서 우리가 보기에는 뿌옇게 됩니다)  생체 적합성이 좋은 플라스틱이라서, 세균이 잘 생기며, 박테리아에 의한 생 분해성의 가능성을 보여준 고분자입니다.

재활용이 가능한 플라스틱 중에서 동일 무게 단가가 가장 높은 고분자이기 때문에, 재활용 순도만 보장되면 가장 선호되는 플라스틱입니다. 물과 접촉하여 고온 가열 시에 테레프탈산이 용출되는데요, PVC 가소제와 유사한 성분으로 유해성이 있으니, 전자레인지에 넣어서 사용해서는 안됩니다.

분류기호 2번은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 4번은 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)입니다. 둘 다 폴리에틸렌이지만, 만드는 방법이 다릅니다. HDPE는 금속 촉매를 통하여 길죽한 폴리에틸렌 분자를 만들어내는 것인 반면, LDPE는 열중합하여 폴리에틸렌을 만들며, 기다란 고분자 사슬에 중간중간 가지(branch)를 만들기 때문에 녹는점이 상대적으로 낮습니다. LDPE보다 고분자 사슬이 더 짧고 가지가 많은게, 벌집을 만들고, 양초의 재료인 밀납이라고 생각하시면 됩니다.

폴리에틸렌은 PET에 비하여 결정화도가 상당부분 있는 플라스틱으로 통상적으로 반투명합니다. 따라서, 대부분은 안료를 섞어서 색을 내는데 많이 사용됩니다. 고온에서도 고분자가 녹기만 할 뿐, 폴리에틸렌 자체에서 유해물질 용출은 거의 없기 때문에, 안전한 고분자입니다. 

재활용 관점에서 보면, HDPE와 LDPE는 녹는점(정확히는 연화점)이 HDPE가 더 높고, 섞이게 되면 HDPE의 물성을 잃어버리기 때문에, 별도로 분리를 하는 것으로 판단됩니다. 다만, 단가적인 면에서 PET 보다는 낮은 데다가, 종류도 다양하기 때문에 분리하여 재활용하기가 어려운 측면이 있습니다. 

분류기호 3번은 PVC 입니다. 적지 않은 사람들이 PVC가 말랑말랑한 것으로 알고들 계신대요, PVC 자체는 매우 딱딱한 고분자입니다.  이런 PVC에 연성을 부여하기 위하여, PVC에 잘 섞이면서, 끓는 점이 높고 상온에서 액체인 유기물을 섞어서 성형을 하게 됩니다. 그러면, 섞어주는 비율에 따라서 매우 딱딱 ~ 매우 말랑말랑한 PVC를 적절하게 만들 수 있게 되는데요, 이 때 섞어주는 액체가 가소제입니다.

가소제는 끓는 점이 200~400도C로 다양하게 선택할 수 있고, 대표적으로 프탈산 가소제를 사용합니다. 

가소제의 끓는 점이 높다고 하더라도, 시간이 지남에 따라서, 점점 증발하여 없어지기 때문에, 오래 사용한 PVC는 쉽게 바스러집니다. 또한, 가소제의 유해성 논란이 끊이지 않기 때문에, 인체 접촉 고분자 사용으로는 제약이 많은 고분자입니다.

재활용 측면에서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌보다 더 싸기 때문에, 저렴한 구조물에 많이 사용됩니다만, 

연소 시에 염화수소가스가 발생하여 유해하므로, 열병합 발전에 사용하기에는 설비 부식을 초래하고, 다이옥신 발생을 촉진하는 등, 제약이 많은 고분자입니다.

분류기호 5번은 폴리프로필렌(PP)입니다. PP는 기본 화학적 물성은 PE와 같지만, 녹는점이 120도 수준으로 높은 안전한 고분자로 생각하시면 됩니다. 식품 용기 등에 다양하게 사용되며, 고온에서 유해물질 용출이 거의 없는, 유리와 동등 수준의 안전성을 가지고 있으며, 유리보다 충격에 강합니다. 전자레인지에 사용해도 문제 없는 안전한 고분자입니다. 화학포비아(Chemophobia)에 염려있는 분들이라면 PE, PP 재질로 된 물건들로 찾으시면 안전합니다. 다만, 안료 등의 첨가물까지 안전한지는 확인하셔야 합니다. (첨가물 확인이 가능한 경우에나... )

재활용 측면에서 폴리에틸렌보다는 다소 단가가 높지만, 활용성은 높은 고분자입니다. 다만, 태양 빛이나 야외 노출시에 LDPE와 함께 변성이 발생하여 수년이 지나면, 생분해성을 가지게 되어 자연 친화적이기도 합니다.

분류기호 6번은 폴리스티렌(PS)입니다. 발포제와 섞어서 스티로폼을 만들 때 사용하며, 고온 가열시에 스티렌 단량체가 분해되어 용출되는데요, 발암성의 가능성이 있어서, 고온 사용은 피해야할 고분자입니다.

재활용 측면에서 폴리스티렌은 잘만 분리가 되면 순도가 높기 때문에, 재활용 가치는 높은 편입니다.

분류기호 7번은 other 즉, 2가지 이상의 성분이 합쳐진 고분자입니다.

위의 1~6번을 보시면, 모두 열 가소성 수지입니다. 즉, 가열하면 녹았다가 식히면 다시 굳는 고분자입니다.  하지만, 멜라민, 에폭시 같이 가열해서 한번 굳으면, 다시 연화가 되지 않는 열경화성 고분자는 재활용이 되지 못하기 때문에, 연소 시 연료로 활용 외에는 재활용이 어렵습니다.

쓰다 보니 좀 많이 길어졌네요.

예전에 댓글 쓰다가 잘못된걸 계속 지적했더니, 맞다고 우기는 회원하고 댓글 티키타카하다가, 합리적인 근거도 안통한다는 판단으로 차단한 이후, 가능하면 눈팅하려고 하였는데요, 조지스마일리님의 요청으로 작성해 봅니다.