폴리스티렌

폴리스티렌(Polystyrene, PS)은 스티렌을 중합하여 만든 열가소성 플라스틱의 일종입니다. 비교적 저렴한 가격으로 생산이 가능하며, 가공성이 뛰어나 다양한 용도로 사용됩니다. 대표적인 특징으로는 투명성, 강성, 단열성, 전기 절연성 등이 있습니다.

역사

폴리스티렌은 1839년 독일의 약제사 에두아르트 시몬(Eduard Simon)이 스티락스(styrax) 나무에서 추출한 기름에서 스티렌을 발견하면서 처음 알려졌습니다. 이후 스티렌의 중합 반응을 통해 폴리스티렌이 만들어졌지만, 당시에는 상업적인 가치를 인정받지 못했습니다. 20세기 초, 독일의 화학자 헤르만 슈타우딩거(Hermann Staudinger)가 폴리스티렌이 거대 분자임을 밝혀내면서 본격적인 연구가 시작되었고, 1930년대부터 바스프(BASF)와 다우 케미칼(Dow Chemical) 등의 회사에서 상업적인 생산을 시작했습니다.

종류

• 일반 폴리스티렌 (General Purpose Polystyrene, GPPS): 투명하고 단단하지만 충격에 약한 특성을 가지고 있습니다. 식품 포장재, 일회용 컵, 문구류 등에 주로 사용됩니다.
• 고충격 폴리스티렌 (High Impact Polystyrene, HIPS): 일반 폴리스티렌에 부타디엔 고무를 첨가하여 충격 강도를 높인 제품입니다. 냉장고 내장재, 가전제품 케이스, 자동차 내장재 등에 사용됩니다.
• 발포 폴리스티렌 (Expanded Polystyrene, EPS): 폴리스티렌에 발포제를 첨가하여 만든 다공성 소재입니다. 단열성, 완충성이 뛰어나 건축 자재, 포장재 등으로 널리 사용됩니다. 스티로폼이라는 이름으로도 잘 알려져 있습니다.
• 압출 폴리스티렌 (Extruded Polystyrene, XPS): 발포 폴리스티렌의 일종으로, 압출 공정을 통해 제조됩니다. 더욱 조밀하고 균일한 구조를 가지며, 단열 성능이 우수하여 건축 단열재로 주로 사용됩니다.

장점

• 저렴한 가격
• 우수한 가공성
• 투명성 (GPPS)
• 단열성 (EPS, XPS)
• 전기 절연성
• 다양한 용도로 활용 가능

단점

• 낮은 내열성
• 유기 용제에 약함
• 취성 (GPPS)
• 환경 문제 (재활용의 어려움, 소각 시 유해 물질 발생)

용도

• 식품 포장재
• 일회용 컵
• 가전제품 케이스
• 냉장고 내장재
• 문구류
• 건축 자재 (단열재)
• 포장재 (완충재)
• 장난감
• 단열 패널

재활용

폴리스티렌은 재활용이 가능한 플라스틱이지만, 실제 재활용률은 낮은 편입니다. 재활용 과정에서 발생하는 비용 문제와 기술적인 어려움 때문입니다. 폴리스티렌 재활용을 위해서는 분리수거를 철저히 하고, 재활용 기술 개발 및 관련 정책 지원이 필요합니다. 최근에는 폴리스티렌을 화학적으로 분해하여 다시 스티렌 모노머로 되돌리는 화학적 재활용 기술이 개발되고 있습니다.

환경 문제

폴리스티렌은 소각 시 유해 물질을 배출하고, 자연 분해되지 않아 환경 오염의 원인이 됩니다. 특히 발포 폴리스티렌(스티로폼)은 부피가 커 매립 공간을 많이 차지하고, 미세 플라스틱 문제도 야기합니다. 따라서 폴리스티렌 사용을 줄이고, 친환경적인 대체 소재 개발 및 사용을 확대하는 것이 중요합니다.