: 화학정보

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「물먹는 제품」의 원리

Posted at 2005-12-04 03:41:51

종이가 제 무게의 ５０배나 되는 물을 빨아들인다면 아마도 놀랄 사람이 많을 것이다． 만약 물을 １천배나 흡수하지만 물속으로 녹아 들어가지는 않고 그 많은 물을 그냥 붙들고만 있다면 정말 믿어지지 않는 일이 아닐까． 하긴 우리가 매일 사용하는 화장지도 자기 무게의 ２０배 정도까지 물을 빨아들일 수 있다． 그러니 종이의 주성분인 셀룰로오스는 물을 상당히 빨아들일 수 있는 능력을 지니고 있다는 것을 금방 알 수 있다． 지금으로부터 ２５여년전 일이다． 미국 농무부 소속 한 연구소는 옥수수 녹말을 어디에 이용할 수 있을지 여러가지 각도로 연구하고 있었다． 녹말은 화학적으로 셀룰로오스와 유사하다． 이들은 포도당 수백개가 연속적으로 결합하고 있는 고분자다． 물론 사람은 녹말을 소화할 수 있는 능력을 갖고 있지만 셀룰로오스는 소화하지 못한다． 포도당 고리가 길게 연결된 모양이 조금 달라 이런 차이가 생긴다． 어쨌든 녹말연구를 하던중 녹말에 또 다른 고분자인 폴리아크릴로니트릴 사슬을 길게 접합시켜 복합구조를 만들어보니 놀랍게도 물을 수 백배나 흡수하는 새로운 재료임을 알게 됐다． 이 발견이 알려진 후 여러나라에서 고흡수성 고분자 개발에 열을 올렸다． 물론 녹말 뿐만 아니라 셀룰로오스에 폴리아크릴로니트릴을 접합시켜 새로운 고분자를 만들어도 흡수성이 크게 증가된다． 이 고분자의 폴리아크릴로니트릴 곁가지 부분을 알칼리로 가수분해하여 염꼴로 만들면 흡수성이 더 나져 소위 고흡수성 또는 초흡수성 고분자가 된다． 이들은 흔히 백색분말이나 과립꼴로 생산된다． 주위에서 쉽게 볼 수 있는 종이 기저귀 가운데는 이 고흡수성 고분자가 들어 있다． 고흡수성 고분자는 오줌을 ３０∼５０배 정도 빨아들일 수 있다． 그러나 오줌에 있는 염분 요소 및 기타 성분 때문에 순수한 물만큼 많이 흡수하지는 못한다． 고흡수성고분자는 종이와 달리 압력을 가해도 흡수한 물이 나오지 않게 물을 단단히 붙잡고 있다． 여성용 생리대도 이들 고흡수성 고분자층을 갖고 있다． 그밖에도 고흡수성 고분자는 용도가 넓어지고 있다． 흡수한 수분을 꽉 붙들고 있으므로 거꾸로 보면 물을 매우 느리게 증발시키는 것이다． 그러므로 찜질포로 쓰면 오랫동안 찜질 효과를 낼 수 있다． 또 수용성 방향제를 함께 흡수시켜 서서히 증발케 하면 실내에 향기를 지속적으로 내는 실내용 방향제， 토양속의 수분을 붙들고 있어 비가 적게 와도 농작물에 지속적으로 물을 제공하는 농업용 토양보수제로 응용하는 방법도 관심을 끌고 있다． 이밖에 인공신장용 거름장 치나 혈액흡착제로도 이용할 수 있다． 최근에는 기름을 많이 흡수하는 고흡유성 고분자재료에 대한 관심도 크게 늘고 있다． 바다에 유출된 기름을 효율적으로 제거할 수도 있고 고무의 탄성이나 비중을 여러가지로 조절해 과거와는 전혀 다른 고무를 만들어 낼 수도 있다． 이렇듯 고분자 재료의 이용범위는 오늘도 계속 넓어지고 있다． 그러기에 현대를 고분자시대라고 하지 않는가. (동아일보 96.06.29)

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