수지

수지(樹脂, Resin)

송진 등의 수지가 오랜 세월 땅속에서 굳은 것이 호박(amber)이다.

수지(樹脂, Resin)는 사전적 의미로는 나무의 수액이나 그게 굳은 것을 말하며, 현대에는 합성수지, 즉 고무나 플라스틱을 일컫는 넓은 의미로 확장되었다. 엄밀히 따지면 플라스틱이 수지의 하위 항목이어야 하지만, 합성수지가 천연수지에 비해 압도적으로 많이 쓰이므로 수지가 플라스틱의 하위 항목으로 되어 있다.

오랜 옛날부터 쓰여왔던 송진(소나무, 전나무 , 잣나무 등의 진, rosin)이 대표적인 천연 레진이다. 이것을 곱게 빻아 만든 파우더는 야구(투수), 스포츠 클라이밍, 기계체조 등 여러 운동 경기에서 손발이 미끄러지지 않게 하는 데 쓴다. 바이올린 등 현악기의 활이 현에서 미끄러지지 않게 하는 데에도 송진은 꼭 필요하다. 참고로 송진 등의 수지가 오랜 세월 땅속에서 굳은 것이 호박(amber)이다.

생뚱맞겠지만 자전거 브레이크 패드의 재질로도 사용 중이다. 주로 시마노사(社) 유압식 디스크 브레이크에서 사용 중이며 가격이 저렴하고 초기 응답성은 좋으나 이물질 (특히 수분)이 묻었을 시 성능이 저하된다는 단점이 있다.

이것을 사용한 공예를 레진 공예라고 부른다.

상세

수지는 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로, 천연수지와 합성수지(플라스틱)로 구분되는데, 후자는 석유정제시에 생성되는 것과 순수한 단량체를 중합하여 생성되는 것으로 다시 나뉜다.

용융가능하고 가연성이 있는 것이 보통이다. 원래는 로진, 코우펄, 호박(琥珀), 엘리미, 카우리, 마닐라, 유향수지 등과 같이 식물이나 나무에서 나오는 자연 유출물이 고화된 것을 말하였으나 나중에 셸락, 카세인과 같은 동물에서 유래된 것도 천연수지에 포함시킨다. 화석으로서 땅속으로부터 나온 것은 화석수지라 한다.

이들은 일반적으로 나무에 함유된 테르펜 구조화합물과 플라본구조 화합물들이 축합되어 생성되며 분자량이 대개 10,000 이하인 극히 일부분이 다리걸친 구조를 가진다.

이들의 분자구조는 대개 단단한 환상구조를 포함하고 있기 때문에 유리전이온도(Tg )는 대략 0∼100℃에 있고 화학적 개질에 의하여 분자량이 증가하고 유리전이온도의 범위가 넓어진다.유리전이온도 이상으로 가열하면 점도가 갑자기 떨어지는 성질이 있다.

천연수지는 일반적으로 물에는 녹지 않고 알코올, 에테르 등 유기 용매에는 잘 녹는다. 투명 또는 반투명성이며 황색 또는 갈색을 띠는 것이 많다. 모두 니스의 제조, 전기절연체, 비누의 혼화제, 인쇄잉크, 플라스틱 등으로 쓰인다. 이에 반하여 합성수지(플라스틱)는 다른 것과 섞이지 않은 상태의 순수한 합성고분자재료를 말하며 이로부터 접착제, 코팅, 또는 플라스틱 제품이 얻어진다. 즉 수지를 충진제, 안료, 산화방지제 등과 같은 첨가제와 같이 섞어서 압출하면 플라스틱 재료가 얻어진다. 합성수지에는 석유정제시에 생성되는 것과 순수한 단량체를 중합하여 생성되는 것이 있으며 분자량이 아주 낮을 경우 석유수지라고 한다.

종류

• 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로 천연수지와 합성수지(플라스틱)로 구분되는데, 모형제작이나 캐스팅에 사용하는 것은 후자인 합성수지를 말한다. 레진은 원형제작에 주로 사용되는 에폭시 수지와 형틀에 부어 넣어 캐스팅하는 데 주로 사용되는 무발포 우레탄 수지로 크게 나눌 수 있다.
• 에폭시 수지 : 반죽 형태와 액체 형태가 있으며 주제와 경화제를 1:1 비율로 섞어 사용한다. 반죽 에폭시 수지는 경화시간이 짧아서 직접 형태를 제작할 때 주로 사용한다.
• 무발포 우레탄 수지 : 모형 캐스팅용으로 가장 적합한 수지로서 주제와 경화제를 섞어 사용하는 것은 에폭시 수지와 같지만, 물과 같은 묽은 액체라서 형틀에 손쉽게 부어 넣을 수 있다. 하지만 불과 1~2 분만에 경화하기 시작하기 때문에 가사 시간이 대단히 짧아서 숙달된 사람이 아니면 작업하기가 어렵다.

사용처

의료용 수지

치과에서 치아를 때울 때 자주 쓰이는 합성수지로 이루어진 모든 재료를 가리킨다. 레진에는 크게 세가지가 있는데 자가중합형, 열중합형, 광중합형이 있다. 이중 광중합형을 제외한 두 가지는 재료가 섞일 때 심한 악취가 난다.

직접 충전 치료시에 아말감과는 다르게 치아색과 유사하다는 것과 치아와 접착할 수 있다는 게 장점인 재료, 다만 아말감에 비해 상당히 비싼 편이다. 일부 값싼 제품은 의료보험을 받을 수 있게 되었지만 여전히 비싸다. 또한 간접 수복 시에 쓰이는 인레이용 레진이 있으며, 의치(틀니) 사용에도 이용된다.

모형용 수지

개라지 킷(Garage kit), 즉 아마추어나 소규모 업체에서 생산하는 모형에서 많이 쓰이는 재료. 상기 의료용과 같이, 무발포 폴리우레탄 수지를 말한다. 모형에서 쓰이는 것은 주로 2액형이다.

일반적인 프라모델은 폴리스티렌이나 ABS 등의 수지 펠렛을 녹여서 금속 주형(금형)에 쏴 넣는 사출(injection) 방식으로 생산된다. 다만 이 사출기와 금형은 워낙 제작비용이 많이 드는데, 건담 프라모델의 런너 1장을 찍어내는 금형 한 벌의 제작비용이 2000년대 후반 기준으로 한화 약 1억원 내외라고 알려져 있다.

수지와 플라스틱의 차이점

수지는 일반적으로 가열 후 연화 또는 용융되는 범위를 의미하며, 연화되면 외력 하에서 유동하는 경향이 있다. 이것은 실온에서 고체, 반고체 및 때때로 액체 유기 중합체이다. 대체로, 플라스틱 제품의 가공을 위한 원료로서 사용될 수 있는 임의의 중합체는 수지로 지칭된다.

플라스틱은 주성분인 수지 (또는 가공 중에 직접 중합 된 모노머) 및 가소제, 충전제, 윤활제 또는 착색제와 같은 첨가제를 사용하여 가공 중에 유동 형성될 수 있는 재료를 의미한다. 보조 구성 요소. 수지는 플라스틱의 원료 중 하나이며, 플라스틱은 수지의 최종 생성물임을 알 수 있다.

플라스틱은 순수한 수지 또는 다양한 첨가제의 혼합물 일 수 있고, 수지는 결합제로서 작용한다. 부가된 첨가제의 목적은 순수 수지의 물리적 및 기계적 특성을 개선하고, 가공 특성을 개선 시키거나 수지를 저장하는 것이다. 따라서 플라스틱의 가장 기본적인 물리 화학적 성질은 수지의 특성에 의해 결정된다.

수지는 천연 수지와 합성수지라고도 불리는 인공수지로 분리 될 수 있다. 수지는 모두 고분자이며, 이 고분자는 고유 한 분자 내부 구조와 분자 외부 구조를 가지고 있다. 폴리머의 내부 구조는 폴리머의 가장 기본적인 물리 화학적 특성을 결정하는 반면, 폴리머의 외부 구조는 폴리머의 가공 특성 및 물리적 및 기계적 특성을 결정한다.

고분자는 응고 후 체인의 구조적 형태에 따라 비정질 형태 (비정질 형태), 반 결정 형태 및 결정 형태로 분류 될 수 있다. 따라서 플라스틱도 무정형 및 결정형이다.

참고자료

• 〈수지〉, 《두산백과》
• 〈나뭇진〉, 《위키백과》
• 〈레진〉, 《나무위키》

같이 보기

• 합성수지
• 천연수지
• 플라스틱

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