플라스틱은 어떤 화학물질로 만들어지는가?

플라스틱은 어떤 화학물질로 만들어지는가? 

플라스틱 제조에 사용되는 대표적인 화학 물질들이 어떤 것이 있는지 알아보면 다음 목차 순서와 같다.

1. 어떤 화학 물질로 만들어지는가?

플라스틱은 플라스틱 분리수거와 재활용률을 높이기 위해 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 페트(PET), OTHER (PC) 등 그 종류를 7가지로 나누고 있으며, 이름도 어렵고 발음하기도 어려운 플라스틱 재질의 화학물질들로 만들어진다.

 

2. 플라스틱 원료 생산 계통도

(플라스틱 원료 생산 계통도)

대부분 플라스틱 원료들은 상기 그림 (석유화학 생산 계통도)에서 볼 수 있듯이 원유에서 추출한 나프타(납사)를 원료로 하여 석유화학 공정의 첫 단계 업스트림에서 에틸렌, 프로필렌, 벤젠, 크실렌 등을 생산하고 이를 기초로 하여 다운스트림의 단계에서 플라스틱 원료들인 PE, HDPE, LDPE, PP, PS, PVC와 같은 합성수지 화학제품들을 만들어 내고 있다.

이러한 공정 때문에 전체적으로 석유화학 제품들의 원가는 60-80%가 원료비(나프타 등)가 점유하고 있고 유가변동에 매우 민감한 산업적 특징을 나타내고 있어 플라스틱 제품들도 유가변동에 영향을 받는 제품들이다.

 

3. 플라스틱 재질의 종류, 특성 및 위험성

3-1. 폴리에틸렌 (PE)

 PolyEthylene (PE)은 밀도에 따라 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)와 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)로 나누어진다.

➊ 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)

HDPE(High Density PolyEthylene)는 Ethylen 원료로 만들어지며, 잘 깨지지 않아 플라스틱병 제조에 가장 많이 쓰이고 있다. 내구성이 높고 내열 온도가 최대 100°C까지로 열에 강한 것이 특징이 있으며, 환경호르몬 배출이 거의 없어 인체에 무해하다고 알려져 있다.

➋ 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)

LDPE(Low Density PolyEthylene) 도 HDPE와 마찬가지로 Ethylen 원료로 만들어지며 고밀도 폴리에틸렌 보다 약하고 투명하여 가공하기 쉬어 비닐봉지나 비닐장갑 등 비닐 소재에 활용되고 있다. 비교적 독성 물질이 적지만 재활용이 어려운 물질이다.

 

3-2. 프로필렌 (PP)

프로필렌(PP)은 PolyPropylene 원료로 만들어지며, 가볍고 내구성이 강하고 또 100℃ 정도에도 잘 견뎌 물에 끓여 소독이 가능한 장점이 있어 도시락 용기 등에 사용되고 있으며, 고온에서도 변형되거나 환경호르몬을 배출하지 않는 이유로 식품 보관하는 것으로도 사용되고, 폴리에틸렌(PE)보다 단단해 치약 뚜껑, 병뚜껑 등의 재질로 PP가 많이 사용된다. 또한 HDPE에 비해서 내열성이 강하고 더 가볍고, 안전성이 높아 보건용 마스크에도 활용되고 있으며, 현재 우리가 사용하는 대부분의 식품 용기는 PP소재라고 볼 수 있다.

 

3-3. 페트병 (PET)

PET(PolyEthylene Terephthalate)는 아래와 같이 TPA (terephthalate 테레프탈레이트) 원료로 만들어진다.

PET는 ‘폴리에틸렌 테레프탈레이트’의 약자로 우리가 흔히 페트병이라 부르고 있는 플라스틱이다. 투명하고 가볍고 탄산가스나 산소를 차단하는 기능이 있어 생수병이나 음료수 병 등에 주로 활용되고 있으며, 최고 사용 온도는 90℃ 정도로 열가소성 수지라 다양한 형태와 크기, 색으로 제작할 수 있는 것이 특징이다.

 

3-4. 폴리염화비닐 (PVC)

PVC(PolyVinyl Chloride)는 상기와 같이 VCM원료로 만들어지며, 다른 첨가제와 잘 섞이는 특성이 있어 가공방법에 따라서 폭넓은 사용이 가능한 물질이다.

또한 다른 소재와 혼합된 경우가 대부분이라 재활용이 어렵고 태우면 독성가스와 환경호르몬이 발생하는 환경에 특히 좋지 않은 물질이다.

3-5. 폴리스티렌 (PS)

PS(PolyStyrene)는 스티렌 모노 마(SM) 원료로 만들어지며, 저렴하고 가볍고 또한 성형이 원활하다는 장점이 있어 일회용 수저, 스티로폼, 컵라면 용기, 장난감 블록, 테이크아웃 커피 뚜껑 등에 활용되고 있다.

반면 열이 가해지면 쉽게 녹고 유해물질이 나올 수 있는 단점이 있어 재활용이 어렵고 대부분의 환경오염의 주범으로 알려지고 있다.

 

3-6. 폴리카보네이트(PC)

상기 그림과 같이 PolyCarbonate (PC)는 비스페놀-A (bisphenol A) 원료로 만들어지며, 비스페놀-A는 아세톤과 페놀의 원료로 만들어져 BPA가 들어간 제품들은 내분비계 교란 물질로 추정하고 있다. 그래서 2020년부터는 모든 영유아용 플라스틱 기구 및 용기, 포장 제조 시 사용을 금지하였다.

PC는 환경호르몬이 배출되는 물질이므로 식품용기로는 사용이 불가하다.

                출처:식품 의약품 안전치

4. 내분비계 장애  물질은 어떤 것들이 있는가?

내분비계 장애 물질들은 우리가 사용하는 생활용품이나 폐기물에 의해 발생하여 식품을 통해 섭취하고 체내에 축적될 수 있는 물질이다.

그러므로 이런 물질을 줄이기 위해서는 개개인의 일회용품 및 생활 폐기물들을 줄이는 생활습관이 필요하다.

5. 플라스틱병의 분리배출 표시제도 와 바이오 플라스틱 개발

자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률 제14조에 규정으로 환경부는 2003년 1월 1일부터 보다 쉽게 분리배출할 수 있도록 하기 위해 '분리배출 표시제'를 제정, 시행하고 있다.

이에 따라 분리배출표시가 있는 것은 재활용품으로 분리배출하고 표시가 없는 것은 쓰레기 종량제 봉투에 넣어서 버려야 한다. 분리배출표시 재활용품에는 종이, 플라스틱, 유리병, 알루미늄이나 철로 만들어진 캔 등이 있다.

그리고 플라스틱은 재질에 따라 재활용이 되는 경우와 안 되는 경우가 있기 때문에 플라스틱 포장재를 버릴 때에는 라벨 뒷면이나 용기 아랫면을 살펴보아 아래 그림과 같이 그 제품이 어떤 플라스틱으로 만들어졌는지 확인하고 버려야 한다.

출처: 한국환경공단

이렇게 제품마다 플라스틱 종류를 표시해두는 것은 결국 재활용률을 높이기 위한 것이다.
그러나 대부분의 제품은 하나의 플라스틱 용기로만 이뤄져 있지 않기 때문에, 재활용이 잘 되는 PET 소재로 만들어진 용기라 하더라도 뚜껑은 HDPE, 라벨은 PP 등 모두 다른 재질로 만들어져 있으므로 종류별로 잘 나눠서 분리배출해야 한다.

그리고 재활용률 자체를 높이기 위해선 플라스틱을 사용한 후에는 깨끗하게 씻은 후 분리배출해야 한다.

 

최근에는 기존 플라스틱 원료인 원유(나프타) 기반의 플라스틱과는 다른 친환경 플라스틱 소재인 옥수수, 사탕수수, 콩 등 추출 원료로 적용시켜 친환경성을 높인 바이오 플라스틱이 새로이 등장하고 있다.

기존 플라스틱은 수백 년 동안 분해되지 않아 플라스틱 오염에 주요인이 되었으나, 친환경 소재 적용한 바이오 플라스틱의 개발로 환경오염이 크게 줄 것으로 예상되고 있으며, 응용 분야는 포장, 음료수병, 자동차 분야, 가전, 키보드, 인테리어 부품 등에 이르기까지 매우 다양한 분야로 이어질 것으로 전망되고 있다.

그러나 아직은 기존 플라스틱보다 강도가 약해 활용 분야가 제한적인 상황이지만, 바이오 플라스틱의 생산을 미래 산업의 육성 차원에서 지속적으로 개발해야 될 것으로 보여진다.