자주 사용되는 고분자 용어, PP, LPE, HPE

유기화학에서 자주 등장하는 PP, LPE, HPE에 대해 알려 드리겠습니다.

대학에서 유기화학 시간에 빠지지않고 등장했던 탄소화합물에 대해 정리해 보고자 합니다. 유기화학은 탄소 화합물의 구조, 반응, 성질을 연구하는 화학의 한 분야입니다. 다양한 물질의 합성이나 기능 이해에 꼭 필요한 학문입니다. 특히 고분자(Polymer)나 플라스틱과 관련된 분야에서는 PP, LPE, HPE 같은 용어가 자주 등장합니다. 이 글에서는 이 세 가지가 무엇을 의미하는지, 그리고 어떻게 활용되는지를 간단히 설명드리겠습니다.

 

1. PP (Polypropylene, 폴리프로필렌)

PP는 폴리프로필렌(Polypropylene)의 약자입니다. 이는 프로펜(Propene)이라는 탄화수소 화합물이 중합(polymerization)되어 만들어진 고분자입니다.

• 화학식: (C₃H₆)ₙ
• 구조: 프로펜 분자가 길게 연결된 사슬 구조입니다.
• 특징:
  • 가볍고 강도가 우수하며 내열성이 좋습니다.
  • 전기 절연성이 뛰어나 전자제품에도 자주 사용됩니다.
• 용도:
  • 식품 용기, 자동차 부품, 섬유, 의료 기기 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

2. LPE (Low-Density Polyethylene, 저밀도 폴리에틸렌)

LPE, 정확히는 LDPE(Low-Density Polyethylene)는 저밀도 폴리에틸렌을 의미합니다. 에틸렌(ethene, C₂H₄)을 고온·고압에서 자유 라디칼 중합을 통해 만든 고분자입니다.

• 구조:
  • 가지(branch)가 많이 달린 비결정성 구조.
  • 분자 사슬 간 간격이 넓어 밀도가 낮음.
• 특징:
  • 유연하고 투명하며, 가볍고 가공성이 좋습니다.
• 용도:
  • 비닐봉지, 랩 필름, 전선 피복, 압축 포장재 등.

 

3. HPE (High-Density Polyethylene, 고밀도 폴리에틸렌)

HPE, 혹은 HDPE(High-Density Polyethylene)는 고밀도 폴리에틸렌입니다. LDPE와 같은 에틸렌을 원료로 하지만, 저온·저압 조건에서 지르코늄/티타늄계 촉매(예: Ziegler-Natta 촉매)를 사용하여 만든 결정성이 높은 고분자입니다.

• 구조:
  • 가지가 거의 없는 직선 구조.
  • 분자 간 촘촘한 배열로 인해 밀도가 높음.
• 특징:
  • 단단하고 강도와 내열성이 뛰어납니다.
  • 화학적 안정성이 좋아 식품 포장에도 적합합니다.
• 용도:
  • 물통, 파이프, 우유병, 대형 용기 등 강한 구조가 필요한 용도에 적합합니다.

 

LPE와 HPE의 차이에 대해 알아보겠습니다.

구분LPE (LDPE)HPE (HDPE)

구조	가지가 많고 무작위	가지가 거의 없는 직선 구조
밀도	낮음 (~0.91 g/cm³)	높음 (~0.95 g/cm³)
강도	낮고 유연함	높고 단단함
제조 방법	고온·고압, 라디칼 중합	저온·저압, 촉매 중합
용도	비닐, 랩 등 유연한 제품	파이프, 통 등 단단한 제품

 

PP, LPE(LDPE), HPE(HDPE)는 모두 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 플라스틱의 한 종류입니다. 이들은 각각 다른 구조와 성질을 가지며, 용도에 맞게 선택되어 사용됩니다. 유기화학의 시각에서 보면 이들 고분자의 차이는 단위체(monomer)의 중합 방식과 분자 구조의 차이에 기인합니다. 일상 속 물건들도 이렇게 과학적 원리를 바탕으로 만들어진다는 점에서, 유기화학은 생각보다 훨씬 가까이 있는 학문입니다.

우리 아이들에게 실생활에서 보이는 비닐, 랩, 파이프, 통 등이 우리가 어렵다고 생각하는 화학 실험에서 얻을 수 있는 물질이란 사실을 알려주면 아이들이 어렵게만 생각했던 화학에 대해 좀더 관심을 가지지 않을까 생각합니다.