폴리올(polyol)은 유기화학에서 두 개 이상의 하이드록시기(−OH)를 포함하는 유기 화합물을 통칭하는 용어이다. 하이드록시기를 두 개, 세 개, 네 개 각각 포함하는 폴리올은 각각 디올(diol), 트리올(triol), 테트롤(tetrol)이라고 한다. "폴리올"이라는 용어는 사용되는 학문 분야에 따라 의미가 다소 달라질 수 있는데, 대표적으로 식품과학과 고분자화학에서 각각 다른 의미로 사용된다.
분류
폴리올은 화학 구조에 따라 여러 종류로 분류된다. 주요 분류로는 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol), 아크릴 폴리올(acrylic polyol) 등이 있다. 폴리에테르 폴리올은 다시 폴리에틸렌옥사이드(폴리에틸렌글리콜, PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리테트라하이드로퓨란(PTMEG) 등으로 세분화된다. 최근에는 식물성 원료 등 재생 가능한 자원을 기반으로 한 바이오 기반 폴리올의 사용이 증가하는 추세이다.
용도
폴리올은 다양한 산업 분야에서 핵심 원료로 사용된다. 가장 대표적인 용도는 폴리우레탄(polyurethane)의 제조이다. 폴리올은 이소시아네이트(isocyanate)와 반응하여 폴리우레탄을 생성하며, 이를 통해 연질 발포체(매트리스, 좌석 등), 경질 발포체(냉장고·냉동고 단열재), 탄성체(신발 밑창), 섬유(스판덱스), 코팅제, 접착제, 실란트 등이 제조된다. 폴리우레탄 산업에서 사용되는 폴리올의 분자량은 일반적으로 약 200에서 8,000 범위에 해당한다.
저분자량 폴리올
저분자량 폴리올은 고분자 화학에서 가교제(crosslinking agent)와 사슬 연장제(chain extender)로 널리 사용된다. 알키드 수지(alkyd resin)의 합성에도 폴리올이 사용되며, 대표적인 예로 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등이 있다. 폴리우레탄 프리폴리머 제조에서는 1,4-부탄디올과 같은 저분자량 디올이 사슬 연장제로 사용되기도 한다.
당알코올
당알코올(sugar alcohol)은 저분자량 폴리올의 한 종류로, 당을 수소화하여 얻어진다. 일반식은 (CHOH)ₙH₂ (n=4~6)로 나타낼 수 있다. 당알코올은 설탕보다 열량이 낮아 식품에 감미료로 첨가되며, 구강 내 세균에 의해 분해되지 않고 산으로 대사되지 않아 충치를 유발하지 않는다는 특성이 있어 껌 등에 첨가된다. 대표적인 당알코올로는 말티톨, 소르비톨, 자일리톨, 에리트리톨, 이소말트 등이 있다. 또한 미오이노시톨, 피니톨, 만니톨과 같은 당알코올은 식물에서 세포 내 수분 균형 유지와 가뭄·저온 스트레스 대응에 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
고분자 폴리올
고분자 폴리올은 분자 골격의 화학 구조에 따라 다양한 종류로 구분된다. 폴리비닐알코올((CH₂CHOH)ₙ)도 수천 개의 하이드록시기를 가진 폴리올로 간주될 수 있으나, 셀룰로스는 많은 하이드록시기를 가진 고분자임에도 일반적으로 폴리올로 지칭되지는 않는다.
물리적 특성
"폴리올"이라는 용어는 화학 명명법에서 유래한 것으로, 여러 하이드록시기의 존재를 나타낼 뿐 모든 폴리올에 공통적으로 적용되는 물리적 특성은 존재하지 않는다. 다만 폴리올은 일반적으로 수소 결합으로 인해 상온에서 점성이 있는 액체 상태를 나타내는 경우가 많다.
어원
"폴리올"이라는 용어는 그리스어에서 유래한 접두사 "폴리(poly-)"(많은)와 알코올을 뜻하는 "올(-ol)"이 결합하여 형성된 합성어로, "여러 개의 하이드록시기를 가진 알코올"이라는 의미를 지닌다.
