[알아봅시다] 탄생 80주년 맞은 폴리우레탄

가전 단열재부터 매트리스·코팅제까지 '만능 해결사'
알콜+이소시아네이트 화합물 반응 통해 만들어져
최근 재생자원 이용 '바이오 폴리우레탄' 연구 활발
연평균 7%씩 성장.. 아시아 지역 최대 시장 주목

노벨화학상 수상자이자 폴리우레탄의 아버지 오토 바이엘 박사 코베스트로 코리아

1937년 독일 바이엘 실험실. 노벨화학상 수상자인 오토 바이엘 박사와 그의 팀원들은 석유화학 산업에서 한 획을 그은 제품 하나를 개발했습니다. 전자·전기, 자동차, 의류, 건축 등 일상 곳곳에서 흔히 접할 수 있는 '폴리우레탄'이 바로 그 주인공입니다.폴리우레탄은 활성 수산기(-OH)를 갖고 있는 알콜과 이소시아네이트라는 이름을 가진 화합물의 반응을 통해서 만들어지는 화학제품입니다. 폴리우레탄은 제2차 세계대전 당시 비싸고 구하기 힘들었던 고무의 대체품으로 각광받았습니다. 전쟁 동안 항공기 마감재에서부터 방수 의류에 이르기까지 다양한 용도의 코팅제로 쓰였습니다.

물론 처음부터 잘 나갔던 건 아닙니다. 1950년대까지는 주로 접착제, 엘라스토머(상온에서 고무 탄성을 나타내는 화학제품), 단열재 등 경질폼 형태로 활용됐습니다. 하지만 1950년대 후반부터는 말랑한 질감의 연질쿠션폼 형태로 쓰이기 시작하면서 점점 우리 일상 속으로 파고들었습니다. 폴리우레탄 질감을 딱딱하게 혹은 부드럽게 만드느냐에 따라, 어떤 성분과 결합하느냐에 따라 응용범위가 무궁무진해질 수 있다는 비밀이 풀리게 된 덕이죠.

폴리우레탄이라는 단어는 많이 들어봤지만, 막상 구체적인 형상을 떠올리면 물음표를 던지지 않으신가요? 폴리우레탄은 제품 표면이나 커버 뒤에 숨겨진 형태가 많다 보니 낯설게 느껴질 수 있습니다. 건축물이나 냉장고와 디스플레이 등 가전제품 단열재를 비롯해 침대 메트리스와 메모리폼 베개는 모두 폴리우레탄을 이용해 만든 것들입니다.

자동차를 살펴볼까요. 시트와 헤드라이너 핸들, 헤드레스트(좌석 머리 받침) 뿐만 아니라 코팅제의 원료로도 쓰입니다. 우리는 매일 폴리우레탄을 입고, 신기도 합니다. 폴리우레탄 소재를 신발 밑창에 적용하기도 하고, 의류와 직물을 코팅하는 데도 사용합니다. 폴리우레탄 코팅을 하면 직물의 수명을 늘리고, 내구성도 향상시킬 수 있거든요.

폴리우레탄은 올해 탄생 80주년을 맞았지만, 여전히 대세로 자리잡고 있는 소재 중 하나입니다. 석유화학업계에 따르면, 폴리우레탄 시장은 연평균 7% 이상 성장률을 기록할 전망입니다. 건설분야에 쓰이는 바이오폴리우레탄이 성장의 원동력이 될 것으로 전문가들은 보고 있습니다.

바이오 폴리우레탄은 석유에서 뽑아낸 원료 대신 식물성 천연유지 등 재생자원으로 만든 제품입니다. 최근 국내외 환경규제가 강화하면서 관련 기술에 대한 연구개발과 생산 등이 활발하게 이뤄지고 있다고 합니다.

독일 완성차 업체 아우디를 비롯해 화학업체 바스프와 코베스트는 공동으로 친환경 폴리우레탄 제품인 바이오 코팅제 개발에 성공해 아우디 Q2 모델에서 테스트를 마쳤습니다. 이 제품은 원료의 70%가 바이오매스라고 합니다. 이산화탄소를 재활용한 폴리우레탄도 상업생산을 앞두고 있다고 합니다. 이 제품은 이산화탄소에서 탄소만 뽑아내 폴리우레탄 폼을 만든다고 합니다. 기존 화석연료로 생산한 소재와 동일한 성능을 가지고 있어 환경오염 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 보입니다. 이밖에 경질우레탄폼은 빌딩과 냉장고, 액화석유가스(LPG)와 액화천연가스(LNG) 탱커 등의 단열재로 각광받고 있습니다.

아시아는 세계 폴리우레탄 시장에서 가장 큰 수익을 창출할 것으로 석유화학 업계는 내다보고 있습니다. 개발도상국이 밀집해 있어 건축, 침대와 가구, 포장지, 자동차, 신발, 전자 등 전 산업분야에 걸쳐 고른 성장세를 보일 것이라는 설명입니다. 이남희 코베스트로 대리는 "도시화와 산업화는 에너지 효율이 높은 건축물에 대한 수요 증가와 함께 단열재에 대한 필요성을 높여주고 있다"며 "앞으로도 폴리우레탄의 활용 범위는 더욱 확대될 것"이라고 말했습니다.

양지윤기자 galileo@dt.co.kr

도움말=코베스트로 (옛 바이엘 머티리얼사이선스)