폴리 우레탄의 역사
폴리 우레탄은 1849년 독일의 Wurtz와
Hoffman이 이소시아네이트(Isocyanate)
와 하이드록시(Hydroxy)화합물의 반응
을 최초로 발표하면서 탄생되었습니다.
이 이소시아네이트 화합물의 합성을
모태로 1937년 Otto Bayer에 의해 상업
적인 용도로 현대 폴리우레탄의 기조가
되는 폴리올과 이소시아네이트의 중부가
반응을 통해 고분자 개념의 폴리 우레탄
이 합성되었습니다.
사실 이는 나일론(Nylon)과 경쟁하기위해
폴리에스터계 우레탄이 공업적으로 생산
되기 시작한 것인데 2차 세계 대전이 발발
하면서 단순 플라스틱 조성물로서가 아닌
섬유, 도료, 발포제용 우레탄의 개발이
활성화 되었습니다.
폴리 우레탄의 쓰임새
폴리 우레탄이 다른 Resin과 차별화된
가장 큰 부분은 Hard-Segment와 Soft
-Segment를 동시에 갖는 엄청난 장점
이 있지요. 이 때문에 폴리 우레탄의
합성을 시작할때 가장 먼저 하는일이
Polyol과 Isocyanate의 Ratio를 설정
하는 일이지요.
이때 설정한 Polyol의 Ratio에 따라 폴리
우레탄의 Soft-Segment가 결정되고
마찬가지로 Isocyanate의 Ratio에 따라
Hard-Segment가 결정되지요.
이러한 점탄성적인 면면에 의해 현재
폴리 우레탄은 도료, 코팅제, 단열재,
방음재, 접착제, 가구, 자동차, 의료기구,
화장품 소모품에 이어 우주선에도 널리
사용되고 있지요.
아마도 지금 주변을 둘러보아도 폴리
우레탄이 쓰인 물품 한가지 정도는
있지 않을까 싶을 정도로 실생활 속에
많이 녹아있는 Resin입니다.
폴리 우레탄의 다음 과제
그럼 연질과 경질의 성향을 모두 갖고
있는 사기적인 특성과 가격 경쟁력까지
갖춘 이 폴리우레탄은 완벽한 물질인가?
라고 생각할 수도 있는데요. 사실 폴리
우레탄은 VOCs에서 자유로운 물질이
아니라는 단점이 있습니다.
* VOC (Volatile Organic Compounds)
휘발성유기화합물, 증기압이 높아 대기중에
쉽게 증발되어 광화학반응을 일으켜 오존 등
광화학 산화성물질을 생성시켜 대기오염은
물론 발암성 물질이자, 지구온난화의 원인
참고로 6시그마에서는 Voice of Customer
대학시절엔 합성을 열심히 했지만 품질로
밥벌이를 10년간 해왔던 지금은 위 단어가
먼저 떠오르네요 ^^;;
아무튼 전세계적으로 VOC에 대한 환경
오염 규제가 확산되었고 특히 제 1시장인
미국의 Rule 66이 제정됨에 따라 미국
환경 보호국(EEA)의 대기 정화법 CCA
(Clean Air Act)가 제정되어 본격적인
도료 등에 의한 VOC의 규제가 시작
되었습니다.
이에 폴리우레탄은 분산(Dispersion)과정
에서 유기 용제가 아닌 물로 분산을 시켜
보다 환경적인 제품을 만들기 위해 Water
Bone Ploy Urethane의 연구가 한창입니다.
통칭 수분산 폴리우레탄은 이미 충분히
가능한 기술이긴 합니다만 유기 용제로
합성했던 우레탄과 동일 물성을 재현해내기
힘들다는 점이 있어 수분산으로도 원가를
절감하고 물성의 재현성을 내는 것이 폴리
우레탄의 차세대 연구과제일 것입니다.
마치며
개인적으로 10년전 제가 열심히 연구했던
분야로서 현재 화장품 품질관리를 10년
가량 하고 있는 저로서는 현재 연구 개발의
척도가 어느 정도인지 가늠이 되지 않습니다.
하루가 멀다하고 급변하는 세계 시장에 아무
래도 더 친환경적이고 더 뛰어난 제품이
많이 나왔을 거라고 생각합니다만 그럼에도
제가 폴리우레탄 연구에 대한 부분을 다루는
이유는 제 인생에 큰 열정을 쏟았던 일부분
이기에 늦게라도 기록하기 위함입니다.
(이렇게라도 기록하지 않으면 까먹어서...)
앞으로 폴리우레탄 합성의 기본적인 부분과
일부 응용 과학에 대해 다루려고 합니다.
개인적으로 꿈꾸었던 연구원의 길에서 살짝
벗어남에 따라 제 분수에 맞지 않는 큰 학교
에서 연구할 수 있는 기회도 있었고 또한
당시 크게 실망도 했었지만 지금은 제가
살아온 길을 절대 후회하지 않습니다.
저 역시도 아직 매우 어린 나이입니다만
인생 이라는게 정도(正道)만 있는게 아니
더라구요. 요즘 경기도 회사들도 모두 힘든
상황이지만 모두들 희망 잃지 마시고 항상
행복하셨으면 좋겠습니다.
감사합니다!