합성수지란 무엇일까?

합성수지란 한마디로 스티로폼과 플라스틱이라 보면 된다. 다만 일반적으로 플라스틱이라 하면 페트병 처럼 사람들에게 고체형상물로 알려져 있기 때문에 합성수지라는 용어는 익숙하지 않은 경우가 많다. 과일을 포장하는 완충재도 합성수지이다.

합성수지는 인공적으로 만든 인조수지로 열가소성 수지와 열경화성 수지로 크게 구별된다.


우리가 흔히 사용하는 스티로폼도 발포 합성수지이다. 부직포도 합성수지이다. 합성수지는 인위적으로 합성된 수지는 모두 합성수지인 것이다. 우레탄과 에폭시 등 건축 보온재 바닥재도 합성수지이다. 건축물에 불침투성 도막층을 형성하기위해 도포하는 것이 합성수지라는 것은 잘 모르는 사람들이 많다.

합성수지(合成樹脂, synthetic resin)란 나뭇진(수지)와 유사한 성질을 갖는 합성 고분자를 말한다.

합성수지를 이해하기 위해서는, 수지가 천연수지와 합성수지로 구분하며 천연수지에 상대적인 것이라는 것을 먼저 이해해야 한다.


합성수지의 수지의 한자 뜻을 살펴보면 나무 수 樹 기름 지 脂로 종이 지가 아님을 알 수 있다.


이 수지는 영어로 레진(Regin)이라 하는데 이 뜻이 송진을 뜻하며 송진의 특성을 생각하면 이해하는데 도움이 된다.

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합성 수지는 모양이나 성질이 천연 수지와 비슷하지만 화학적으로는 전혀 다른 물질이다. 합성 수지를 플라스틱이라고 부른다. 플라스틱이란 말은 가소성(힘을 받았을 때 모양이 달라졌다가 그 힘을 없애어도 다시 본래의 모양으로 되돌아오지 않는 성질)을 가진 물질이라는 뜻인데 합성 수지의 가장 큰 특징이다. 합성 수지의 성질은 종류에 따라 각기 특징이 있지만, 대체로 가볍고 튼튼하며 전기를 잘 통하지 않는다. 또한 산이나 염기 등에 잘 견디며 녹슬거나 썩지 않는다.

플라스틱은 크게 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱으로 나누어진다. 열가소성 플라스틱이란 폴리에틸렌·폴리염화비닐 등과 같이 온도가 높아지면 물렁물렁해지고 식히면 다시 굳어지는 플라스틱이다. 열경화성 플라스틱은 일단 가열하여 모양을 만든 후에 식히면 다시 가열하여도 모양이 변하지 않는 플라스탁으로, 페놀 수지·요소 수지 등이 있다.
(다음백과 사전)
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수지 : 원래는 나무의 진액을 의미한다. 송진이 대표적. 영어로 레진(resin)이라고 한다. 이것이 본래의 의미에 가까운 천연수지와, 석유 등을 원료로 하는 고분자 화합물을 의미하는 합성수지로 나뉘게 되었다. 플라스틱 문서로. 포장지 뒷면에 쓰여있는 성분표에 '~비닐수지'가 있으면 주로 합성수지를 말한다. (나무위키)

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https://m.blog.naver.com/eungsun_99/221684002484

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자동차용어큰사전

합성 수지(synthetic resin)

합성고분자물질 중, 천연에서 얻을 수 있는 수지상물질과 성질이 비슷하여, 섬유나 고무로서 이용되는 이외의 것의 총칭. 합성수지는 크게 나누면 열가소성수지와 열경화성수지로 나눌 수 있다. 열가소성수지는, 사용하는 환경의 차이 등에 의해, 범용수지와 고기능수지(엔지니어링 플라스틱)로 분류된다. 합성수지의 일반적인 특성은, 가벼움, 전기나 열의 절연성이 좋음, 내약품성이 좋음, 등이 있는 반면, 내열성이 나쁨, 열팽창률이 큼, 충격에 약함, 시간 경과 변화가 있음, 등의 결점이 있다. 자동차에 따른 수지성형부품은, 경량화, 디자인의 자유도, 일체화에 의해 부품점수삭감, 녹 방지 등의 시점에서, 채용범위, 양 모두 증가하고, 내 외장부품, 기능부품, 전장(電裝)부품, 탱크 류 등, 모든 부분에서 사용되고 있다.




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기계공학대사전
열경화성 플라스틱
thermosetting plastics
성형전의 단계에서 중합반응이 완결되어 있지 않은 사이는 열가소성을 표시하지만, 형성 때의 가열 혹은 촉매에 의해서 종합반응이 완료되면 고화하고 다시 가열해도 연화하지 않으며, 또 어떤 용매에도 녹지 않는 수지이다. 그 분자구조는 입체적인 3차원 구조를 가자고 있다.


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열가소성 플라스틱(熱可塑性-, 영어: thermoplastic, thermosoftening plastic)은 열을 가했을 때 녹고, 온도를 충분히 낮추면 고체 상태로 되돌아가는 고분자이다. 다수의 열가소성 플라스틱은 약한 분자간 힘으로 상호작용하는 고분자 화합물에 의하여 생성된다. 열경화성 플라스틱과는 달리 열을 가하면 녹고 원래 상태로 돌아가므로 재활용이 가능하며, 대체적인 분자구조는 분자간 약한 상호작용만이 가능한 선형 구조이다.

유리 전이 온도와 그 이하의 용융점 위에서, 열 가소성 수지의 물리적 특성은 관련된 위상 변화 없이 급격하게 변화한다. 일부 열 가소성 플라스틱은 유리 전이 온도 이하로 완전히 결정되지 않으며, 일부 또는 전부를 균일하지 않은 특성을 유지합니다. 조도가 높은 플라스틱은 빛이 파장보다 큰 결정체로 강하게 분산되므로 광 피크가 필요할 때 사용한다. 무정형의 플라스틱과 반자성 플라스틱은 결정적인 구조가 결여되어 있기 때문에 화학적 침습성과 환경적 변형에 대한 저항력이 떨어진다.

이 플라스틱의 종류로는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등이 있다.

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더 깊게 알아보자

1869년 미국의 하이어트라는 인쇄공이 셀룰로이드를 발명하였다. 이 셀룰로이드는 합성 수지의 원조라 할 수 있다. 그러나 재료가 솜이나 장뇌와 같은 천연의 것이어서 인조견과 같이 완전한 합성품이라고는 할 수 없다.

그러면 베이클라이트는 어떤 것인가?

이것은 미국의 화학자 베이클랜드가 1909년에 발명한 합성 수지로，포름알데히드로 만들어 전기의 절연성이 좋고 열에도 강한 완전한 합성 수지이다.

그리고 1906년에는 독일의 하버가 공기 중의 질소와 암모니아를 원료로 하여 요소 비료와 함께 다이너 마이트를 만들었으며，1916년에는 오스트리아의 보락스가 요소 수지 를 만들었다.

물론오늘날에도 합성 수지는 계속 개발 생산되고 있다.
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플라스틱은 쉽게 조작할수 있고, 경제적으로 제조할 수 있으며, 비중이 작고 내식성이 있기 때문에 금속, 나무, 유리 대신 여러 용도에서 사용된다. 플라스틱은 불용성이고 열에 의해 용해되지 않는 열경화성 수지와 용융과 고체화를 반복적으로 할 수 있는 열가소성 수지로 분류된다.
대부분 플라스틱의 중요한 성질은 가열하면 연화된다. 따라서 원하는 모양을 만든 후에 냉각시키면 단단해진다. 플라스틱의 원료로는 석탄과 셀룰로오스가 있으나 주요공급원은 석유이다. 플라스틱은 여러 방법, 즉 취입성형, 압연, 유압 프레스에 의한 열경화가공, 사출성형, 원심력을 이용한 회전성형, 전공성형, 압력에 의한 적충가공, 주조 등으로 성형된다. 플라스틱은 산업용품과 소비재로 많이 이용하고 있다.

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플라스틱은 주형이나 다른 성형법으로 제품을 만든다. 대부분 플라스틱의 중요한 성질은 가열하면 연화되므로 원하는 모양을 만든 후에 냉각시키면 단단해진다. 이러한 성질은 중합체의 물리적 구조(그물구조)에서 유도된 것으로, 충분히 떨어질 정도로 가열하면 구조 단위체는 분리되고 냉각하면 다시 단단하게 그물구조를 형성한다.

최초로 개발된 플라스틱은 니트로셀룰로오스를 식물성 기름과 장뇌로 연화시켜 만든 셀룰로이드로, 1870년 미국의 인쇄업자 존 W. 하이어트가 특허를 받았다. 최초로 완전히 합성된 플라스틱은 1909년 레오 베이클런드가 포름알데히드와 페놀로 만든 베이클라이트이다. 분자물리학의 기본 지식에 대한 진보는 나일론, 폴리에틸렌과 다른 플라스틱의 개발을 촉진시켰다.

모든 플라스틱은 분자의 그물구조와 긴 사슬을 형성하는 공정인 중합반응으로 제조된다. 플라스틱은 열가소성 수지와 열경화성 수지의 2가지로 분류된다. 열경화성 수지는 불용성이고 열에 의해 용해되지 않으며, 페놀 수지, 푸란 수지, 아미노플라스틱, 불포화산의 폴리에스테르 수지와 알키드 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 실리콘 등이 있다.

열가소성 수지는 용융과 고체화를 반복적으로 할 수 있으며, 열경화성 수지와 달리 셀룰로오스 유도체, 첨가중합체(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 비닐, 아크릴, 플루오로카본 수지, 폴리스티렌), 축합중합체(나일론·테레프탈산폴리에틸렌·폴리카르보네이트·폴리아미드) 등이 있다. 그밖의 다른 종류의 수지는 기름에 녹거나 변형된 수지, 천연 생성물에서 추출된 카세인과 리그닌 같은 플라스틱, 종이와 직물의 접착제와 첨가제로 사용된 수지 같은 특수 용도의 합성품 등이 있다.

플라스틱의 원료로는 석탄과 셀룰로오스가 있으나 주요공급원은 석유이다. 플라스틱은 여러 방법, 즉 취입성형, 압연, 유압 프레스에 의한 열경화가공, 사출성형, 원심력을 이용한 회전성형, 진공성형, 압력에 의한 적층가공, 주조 등으로 성형된다. 거품 플라스틱은 용융된 물질에서 기포를 형성해 만든다.

플라스틱 제품은 어느 정도 성형할 수 있으며, 레이저, 초음파 용접, 방사선 처리 등을 통한 기계적 방법으로 마무리한다. 플라스틱은 쉽게 조작할 수 있고, 경제적으로 제조할 수 있으며, 비중이 작고 내식성이 있기 때문에 금속, 나무, 유리, 다른 물질 대신 여러 용도에서 사용된다. 플라스틱은 산업용품과 소비재로 많이 이용하고 있다.

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내용
합성수지(合成樹脂)가 대부분인 고분자 물질을 주원료로 하여 인공적으로 유용한 형상으로 성형한 물체를 말하나, 섬유·고무 등은 제외된다.

즉, 합성수지를 열가공하거나 또는 경화제·촉매·중합제 등을 사용하여 시이트·판·관·막대기 등 일정한 형상으로 성형한 것 또는 그 원료인 고분자 재료를 플라스틱이라 한다.

고분자(polymer)란 분자량이 매우 큰 물질을 뜻하며, 유기 화합물을 분자량과 관련하여 분류할 때 전형적인 고분자는 분자량이 1만∼100만이다.

작은 화학적 단위인 1종 또는 수종의 단량체(單量體, monomer)가 다수 결합하여 고분자가 형성되며, 천연계에서 산출하는 실크·셀룰로이드·양모·생체 조직과 같은 천연 고분자와, 단량체에 부가적 중합이나 축합적 중합 등의 화학 반응을 일으켜 제조하는 합성 고분자로 구분한다. 후자를 일반적으로 플라스틱이라 부른다.

구조면에서 사슬 모양의 분자로 이루어져 있는 중합체를 선상(線狀) 고분자라고 하며, 폴리염화비닐·폴리에틸렌·폴리프로필렌·폴리스티렌·나일론 등이 여기에 속한다. 이 종류는 통상 가열에 의해 연화(軟化)하고 이 상태로 성형 가공이 가능하므로 열가소성 플라스틱이라 한다.

이에 대하여 석탄산과 포르말린의 축합 생성물은 생성 고분자가 망상(網狀)인 경고한 결합 구조를 형성하여, 가열해도 연화하지 않는 3차원적 망상 중합체를 형성한다. 이를 열 경화성 플라스틱이라 부르며, 석탄산수지·요소수지·멜라민 수지 등이 여기에 속한다.

축합적 중합 또는 부가적 중합 공정 등에 의해 제조한 열경화성 수지 또는 열가소성 수지에 충전제(充塡劑)·가소제·안정제·윤활제·착색제 등 필요한 첨가제를 적당량 가하여 성형 재료를 만들고, 이를 금형(金型)에 넣어 성형한다. 열경화성 수지의 경우 강재(鋼材)로 만든 금형에 분말 또는 타블렛형 성형 재료를 넣어 금형을 닫고 성형기에 끼워 열과 압력을 가한다.

성형 재료는 일단 유동 상태가 되어 금형의 구석구석에 흘러들어 거기에서 화학 반응에 의해 굳어진다. 적당한 시간이 지난 후 금형을 열어 성형품을 끄집어낸다. 열가소성 수지의 경우 성형 재료는 열에 의해 연화 용융하고 냉각에 의해 고화하므로, 금형으로 가열 용융시키고 그 뒤 압력을 가하면서 금형을 냉각함으로써 성형품을 얻을 수 있다.

플라스틱의 일반적 특성으로는 첫째 비중이 작다는 것을 들 수 있다. 강철 7.8, 황동 8.5, 알루미늄 2.7에 비하면 현재 플라스틱 중에서 가장 작은 메틸펜텐폴리머가 0.83, 4불화에틸렌 수지가 2.2로, 평균 1.2 정도에 불과해 매우 가볍다.

플라스틱은 또한 착색이 자유롭다. 글래스와 같은 투명 제품을 만들 수 있는가 하면, 각종 착색제를 넣어 선명한 색채를 부여할 수도 있다. 또 진공증착(眞空蒸着) 공법 등으로 성형품의 표면을 금속화하여 금속 광택을 갖는 제품을 만들 수도 있다.

한편, 플라스틱은 전기 및 열의 절연성이 뛰어나다. 특히 폴리스틸렌·폴리에틸렌·폴리프로필렌 등은 고주파 특성이 우수하다. 또한 플라스틱은 열의 불양도체이므로 내열성이 우수한 것은 열의 절연 재료로 적합하다.

플라스틱이 일반적으로 약품류에 저항성이 크다는 것도 잘 알려져 있는 사실이다. 그 중에서도 염화비닐수지·폴리에틸렌·폴리프로필렌·4불화에틸렌 수지는 특히 우수하다. 금속 재료와 비교하면 약품류, 수중 또는 해수 중에서 부식하지 않는 점도 특색 중의 하나이다.

또한 플라스틱은 자기윤활성(自己潤滑性)이 풍부하므로 이러한 성질이 요구되는 베어링·톱니바퀴 등에 많이 활용된다. 가장 큰 특징은 성형기 및 금형으로 미세 복잡한 형상의 물체도 능률적으로 대량생산할 수 있다는 점이다.

그러나 플라스틱에는 결함도 적지 않다. 플라스틱의 내열 온도는 60∼300℃ 범위이므로 강철에 비하면 매우 낮아 고온에서 사용하기에 부적합하다. 강철에 비하면 플라스틱의 열팽창계수는 일반적으로 크다.

강철의 1.2에 대해 폴리스틸렌은 약 5배, 폴리아세탈은 약 7배로 훨씬 크기 때문에 온도에 의한 크기 변화가 크다. 한편 플라스틱은 일반적으로 표면이 부드러워 흠집이 생기기 쉬우며 정전기를 띠기 때문에 표면에 먼지가 붙어 쉽게 더러움이 드러나는 경우가 많다.

플라스틱이 고분자 과학과 기술, 그리고 석유화학 공업의 응용 산물이라고 할 때 그 기원은 이들 공업의 발달 과정으로 거슬러 올라간다. 고분자의 개념이 차차 굳어져 가던 1920년대가 지나고 1930년대 초 미국에서는 뒤퐁(Du Pont)사의 캐러더스(Carothers, W. H.)가 나일론의 발견에 이르는 축합적 중합에 관한 많은 연구들을, 그리고 독일에서는 폴리스틸렌 등 비닐계 중합물의 합성을 진행하고 있었다.

처음에는 유기 화학적인 색채가 짙었던 반응의 연구도 점차로 고분자 생성론적 경향을 띠게 되어 1940년경까지 축합적 중합에서의 반응도와 중합도나 그 분포의 관계, 비닐 중합에서의 라디칼 연쇄 중합설, 그 속도론과 중합도 식이 거의 확립되었다.

1950년대 후반에 치글러(Ziegler, K.)가 발견하고 나타(Natta, G.)가 발전시킨 배위(配位) 촉매에 의한 입체규칙성(立體規則性) 중합은 그 효과가 고분자 구조론이나 물성론에까지 크게 파급되었다. 플라스틱의 성형, 섬유의 방사(紡糸), 실용 특성과 밀접한 관계가 있는 고분자의 유변적(流變的)·열적 성질의 연구들이 크게 진전한 것도 이 때부터였다.

이처럼 1950∼60년대에 고분자 과학과 기술은 석유화학 공업, 고분자 공업과 서로 상부상조하면서 일대 도약을 이룩한 것이다. 국내에서의 플라스틱 공업의 체계적인 시발도 1970년대에 들어와 제1, 2차 경제개발 5개년 계획의 일환으로 울산 및 여천에 석유화학 공업단지를 건설하면서부터였다.

우리들의 일상 생활에 밀착하여 성장해 온 플라스틱은 생활 필수품 내지는 준 필수품으로 부상하였다. 1997년 현재 우리 나라 각종 플라스틱 제품의 생산량은 455만t이며 ,이 중 14%인 64만t이 수출되어 391만t이 내수용으로 사용되었다.

플라스틱 제품의 국내 수요량은 수입량 14만t을 합하면 405만t으로 국민 1인당 약 88㎏에 이르고 있다. 각종 플라스틱의 국내 생산량을 제품별로 살펴보면 필름류가 연간 117만t으로 1위이며, 이어 기계부품·인조피혁·강화플라스틱·용기류 등의 순이다.

오늘날 생활이 고도화되고 자원 에너지의 절약과 환경보 전이 강조되는 추세로 볼 때 플라스틱의 장래에도 변화가 예상된다.

현재 기초 분야에서는 타 영역과 많은 연계를 갖는 고분자 과학과 기술, 생체고분자들에 많은 관심이 쏠리고 있으며, 응용 분야에서는 초저온·초고온·초고전압(超高電壓), 강한 충격과 마찰 등 열악한 여건에서 견뎌 낼 수 있는 플라스틱에 대한 기대가 크다.

참고문헌
플라스틱산업총람




한국플라스틱기술정보센터, 1999)

Polymer Handbook(Brandrup, J. ＆ Immergut, E. H., New York, John Wiley and Sons, 1989)

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분리배출 표시에 관한 지침

제1조(목적) 이 고시는 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」(이하 "법"이라 한다) 제14조 및 같은 법 시행령(이하 "영"이라 한다) 제16조에 따라 분리배출 표시 제품ㆍ포장재를 제조, 수입 또는 판매하는 자(이하 "제조자등"이라 한다)가 해당 제품ㆍ포장재에 분리배출 표시를 하는데 필요한 사항을 규정함을 목적으로 한다.



분리배출표시 가이드북.pdf

분리배출표시 가이드북(2021년).pdf

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