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유기재료
유기재료(有機材料)는 유기화합물을 원료로 한 섬유나 수지 접착제 따위의 고분자 물질. 에폭시 수지, 나일론, 폴리에틸렌 비닐 따위가 있다.[1]
유기화합물
유기화합물(有機化合物, organic compound)은 구조의 기본 골격으로 탄소 원자를 갖는 화합물을 통틀어 부르는 것이다.
예외로서 흑연과 다이아몬드 등의 탄소의 동소체, 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄화칼슘 등의 금속 탄화염, 사이안화 수소와 금속시안산염, 금속싸이오시안산염은 탄소를 중심으로 한 분자종이나 무기 화합물로 분류한다. 1828년 프리드리히 뵐러가 인공적으로 요소를 합성하기 전까지, 유기화합물은 생체가 생산하는 화합 물질이라는 역사적 정의가 존재했기 때문이며 여기에 거론된 탄소 화합물은 당시부터 생체가 관여하지 않은 화합물로 발견되었기 때문에 무기화합물로 분류되었다.
유기화합물은 탄소 골격의 길이나 분기의 다양성에 제한이 없어 무기화합물 보다 복잡한 구조를 가질 수 있다. 또한 탄소에 질소, 산소, 황, 인 또는 할로젠 등이 결합하여 만들어지는 작용기도 다양하므로 각각 독특한 특성을 가져 무한한 다양성을 보여 준다. 그 다양성 때문에 유기화합물은 생물을 구성하는 요소로 없어서는 안 되는 존재이다. 또한 유기화합물을 유기물(有機物)로 부르는 경우도 있다. 대표적인 유기화합물로 단백질, 탄수화물, 지방, 핵산 등이 있다.
화학의 영역에서 유기화합물을 주로 다루는 화학을 유기화학이라 부른다.[2]
유기재료 기술
유기재료란 유기화합물로 이루어진 재료를 말하는 것으로서, 천연으로 나는 면(綿)·양모(羊毛)·비단(絹)과 같은 섬유류, 목재·종이·펄프·고무·천연수지·향료·가죽·아교 등의 천연 유기재료와 인공적으로 합성해서 만든 플라스틱·합성섬유·합성고무 등과 같은 합성유기재료가 있다.
인간이 사용해 온 재료를 역사적으로 본다면 석기 시대·청동기 시대·철기 시대를 거쳐 오는 동안 돌·청동·철 등이 각기 그 시대의 생활에 필요한 주요 재료가 되어 왔으며 근대에 와서 금속재료 외에 요업재료(窯業材料：도자기·유리·시멘트 등)를 사용해 왔는데, 최근에 와서는 새로운 재료로서 합성유기재료가 널리 쓰이고 있다. 처음에는 합성유기재료인 플라스틱이 천연유기재료·금속재료·요업재료 등 다른 재료의 대용품으로 등장했으나 이것이 다른 재료에서 볼 수 없는 여러 가지 장점, 예를 들면 강인성(强靭性)·경량성(輕量性)·내부식성(內腐飾性)·착색성(著色性)·빠른 생산성·저가 등의 장점으로 인해 우리의 일상생활에는 물론 전기·전자·기계·건축·기타 각종 산업에 필수 불가결한 재료가 되어 지금은 대용품이라는 개념보다는 새로운 재료로서의 위치를 확고히 하고 있다.
합성고무에 있어서도 오늘날 천연고무와 화학적 구조 및 물리적 성질이 꼭 같은 합성고무를 만들고 있고, 천연고무보다 여러 가지 장점을 가진 여러 종류의 합성고무가 사용되고 있다. 섬유에 있어서도 합성섬유는 천연섬유에서 볼 수 없는 좋은 성질을 가진 나일론·폴리에스테르 섬유·아크릴 섬유 등 여러 종류의 합성섬유(合成纖維)가 널리 사용되고 있다. 이들 합성유기재료는 그 원료를 값싼 석유로부터 얻으며, 근래에 발달된 우수한 합성기술에 의해 쉽게 만들 수 있다는 데에 가장 큰 장점이 있다. 현대의 석유화학공업이란 바로 유기재료의 합성공업이라 할 수 있다.
석기 시대·청동기 시대·철기 시대라고 하는 말이 그 시대에 사용된 재료 중 일상생활에 필수적이며 양적으로 가장 많은 재료의 이름을 붙인 것이라 생각한다면 21세기는 합성유기재료 또는 플라스틱재료의 시대가 될 것이라는 것은 의심할 여지가 없다.
게리첸(J.C.Gerritsen)이란 경제학자는 1970년을 기준으로 하여 2000년의 철의 소비량이 약 2배로 늘어날 것임에 반해 플라스틱의 소비량은 무려 25배 늘어날 것이라고 전망하였다. 합성유기재료는 다른 재료와 비교할 때 결점이 없는 것도 아니다. 우선 자원 면에서 볼 때 석유의 매장량과 관계가 있기 때문에 불안한 면이 있다. 다음은 환경공해와 관계되는 폐기물 처리문제이다.
합성유기재료는 천연유기재료나 금속재료 등과 비교해서 화학적으로 안정되어 있기 때문에 자연분해·산화·미생물에 의한 부패 등이 불가능하여 폐기물이 축적될 때 큰 문제가 되어 특수처리를 하지 않으며 안 된다. 물리적 특성 면에서 다른 재료와 비교한다면 유기재료는 금속재료·요업재료 등에 비해 열적 성질이 낮다는 데 결점이 있다. 또 기계적 강도 면에서도 문제가 있지만 최근에는 다른 재료와의 복합재료(複合材料), 일례로 유리섬유로 보강된 플라스틱과 같은 것이 있어 강철과 같은 큰 기계적 강도를 필요로 하는 데 이용될 수 있다. 머지않아 장래에 천연유기재료인 목재·종이·피혁 등은 합성유기재료로 대치될 전망이 보이며 합성재료로 된 피혁은 이미 널리 사용되고 있다. 유기재료의 용도 면에서 본다면 천연유기재료인 섬유·고무·피혁·목재·종이 등과 같이 한정된 용도에 그치지 않고 합성유기재료는 종래의 천연유기재료가 사용되어 온 모든 용도에 대치하여 사용되고 있다. 또한 더 나아가서 금속재료·요업재료가 쓰이던 분야를 침범하여 건축자재·기계부품·전기 및 전자부품·자동차·기차·선박·항공기·미사일·인공위성에 이르기까지 사용되고 있으며, 최근에는 인체의 일부, 예를 들면 인공심장·신장·혈관·뼈·이빨·피부 등에까지 합성의 유기재료를 사용해서 만들고 있다. 또 접착제·도료·잉크·직물처리제·목재가공제·피혁가공제·콘크리트가공제 등과 같이 다른 재료의 성질을 개량하는 처리 및 가공제로서도 이용되고 있다.
유기재료는 표면활성제·향료·안료 등과 같이 저분자물로 이루어진 것도 있으나 천연의 섬유·피혁·고무는 물론 합성유기재료의 대부분은 고분자물(高分子物)로 이루어져 있다. 고분자물이 재료로서의 중요성이 커지고 합성·가공 등이 다양하게 발전함에 따라, 이들 재료를 다루는 학문도 종래에는 화학의 일부에서 다루어 왔으나 근래에는 하나의 종합과학으로서 고분자과학이라는 학문의 새로운 분야가 나타나게 되었다.[3]
무기재료와 유기재료의 차이점
유기물이라고 하는 것은 기본적으로 생물이 만드는 것으로 탄소 원자를 포함한 물질이다. 또한 그것들로부터 파생되는 것과 같은 인공적이고 탄소를 포함한 화합물도 유기물이다. 단, 일산화탄소 및 이산화탄소는 탄소 원자를 포함하지만 무기물로 분류가 되는 것이다. 무기물은 물이나 공기나 금속 등 생물에서 유래하지 않은 물질이다. 일반적으로 플라스틱이나 약품 등이 유기 재료이기 때문에 석유에서 합성되는 경우도 많다.
무기는 광물, 금속, 유리 등이다. 유리에서도 금속에서도 유기 유리, 유기 금속도 있으므로 절대라고는 말할 수 없다만, 화학이 진행되기 이전부터 있던 재료로, 천연자원으로부터 정제 등에서 입수하는 것이 많다.
- 유기 화합물
탄소를 포함한 화합물(이산화탄소나 금속의 탄산염 등 소수의 예외를 제외함)의 총칭이다. 탄소원자로 이루어진 골격을 구조의 기본으로 하여 정해진 분자구조를 가진다. 생물체를 구성하는 중요한 요소로, 웰러에 의한 요소 합성(1828년) 이전에는 생명력에 의해서만 만들어지는 것으로 되어 있었다. 현재 약 100만 가지 종류가 알려져 있으며, 일용품, 공업제품, 의약품 등의 소재로 널리 이용된다.
- 무기화합물
탄소 이외의 원소의 화합물 및 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산화합물 등의 간단한 탄소화합물을 총칭한다.
다시 정리해보면 "원래 무기란, "생물의 힘을 빌리지 않고 광물 등에서 만들어 낼 수 있는 것"이라는 뜻이었다
"그리고 과학적으로 양자 간의 차이점을 조사한 결과, 유기 화합물은 모두 탄소 골격의 분자 구조를 가진 화합물로 밝혀졌기 때문에 탄소화합물을 '유기화합물'이라고 부르게 되었다."
그러나, 앞에서 이야기햇듯이 이산화탄소와 같은 탄소화합물은 탄산칼슘과 염산을 혼합하는 것으로 '비생물 유래'인 화합물로부터 간단히 만들 수 있으므로, '무기'로 분류되어 있다. 아직 화학이 발달하지 않았던 시절, 알코올이나 아세트산 등의 화합물은 발효 등의 방법으로 생물의 힘을 빌려야만 만들어졌던 것이다.
"유기"와 "무기" 사이에는 "생물 유래"와 "비생물 유래"라는 엄연한 경계가 존재했던 것이다. 그런데, 현재는 대부분의 유기화합물을 비생물 유래의 원료로부터 만들어낼 수 있으므로, 정의는 조금 불명료하게 되었다. 하지만, 다음과 같은 정의가 거의 틀림없다.
즉, "유기 화합물은 일산화탄소나 이산화탄소와 같은 비생물에서 유래한 단순한 화합물을 제외한 탄소화합물의 총칭"이다. 그러므로, 칼슘은 탄산칼슘은 무기화합물이 되지만, 젖산칼슘과 초산칼슘은 유기화합물이 된다.[4]
각주
- ↑ 〈유기 재료〉, 《네이버 국어사전》,
- ↑ 〈유기 화합물〉, 《위키백과》,
- ↑ 〈유기재료기술〔서설〕〉, 《위키문헌》,
- ↑ 다사랑, 〈무기재료와 유기재료의 차이점〉, 《네이버 블로그》, 2021-03-30
참고자료
- 〈유기 재료〉, 《네이버 국어사전》
- 〈유기 화합물〉, 《위키백과》
- 〈유기재료기술〔서설〕〉, 《위키문헌》
- 다사랑, 〈무기재료와 유기재료의 차이점〉, 《네이버 블로그》, 2021-03-30
같이 보기
