PET병 이야기 | 화학공학 엔지니어가 쉽게 풀어주는 고분자와 환경

투명한 음료수병 속에 숨은 고분자공학과 재활용의 과학

PET란 무엇인가?

우리가 흔히 말하는 PET병은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene Terephthalate)라는 고분자로 만들어집니다. 이름은 낯설지만, 우리가 매일 마시는 생수·탄산음료·주스 병이 바로 PET로 제작된 것입니다.

PET는 테레프탈산(PTA)과 에틸렌글리콜(EG)을 축합중합시켜 얻는 고분자입니다. 즉, 작은 분자들이 모여 긴 사슬형 분자를 이루는 화학 반응으로 만들어지죠.

왜 음료수병에 PET를 쓸까?

PET는 유리병이나 금속캔을 대체할 수 있는 여러 장점을 가지고 있습니다.

• 투명성: 내용물이 잘 보여 소비자 신뢰도 ↑
• 경량성: 유리 대비 무게가 1/10 수준
• 내구성: 충격에 강하고 깨지지 않음
• 가스 차단성: CO₂ 보존력이 좋아 탄산음료에도 적합
• 가공성: 블로우 성형으로 대량 생산 용이

이런 특성 덕분에 PET는 음료 포장재의 표준이 되었습니다.

PET병은 어떻게 만들어질까?

화공학적으로 PET병은 다음 과정을 거쳐 생산됩니다.

1. 중합: PTA + EG → PET 고분자 생성
2. 펠릿화: 고분자를 작은 알갱이 형태로 가공
3. 프리폼(Preform) 제작: 사출 성형으로 작은 시험관 모양 생산
4. 블로우 성형: 고온에서 프리폼을 불어넣어 병 모양 완성

즉, PET병은 화학 반응 → 성형 공정 → 최종 포장재라는 과정을 거칩니다.

PET의 장점과 한계

장점

• 가볍고 강하다
• 투명해서 상품성이 좋다
• 탄산음료 보존 가능
• 재활용 체계 구축됨

한계

• 뜨거운 물에 약해 변형되기 쉽다
• 햇빛·열에 장시간 노출 시 미세플라스틱 발생 우려
• 환경 문제: 다량 소비 → 폐기물 증가

PET와 환경 문제

PET병은 편리하지만, 환경적 부담도 큽니다.

• 플라스틱 쓰레기: 전 세계에서 매년 수억 톤 이상 생산
• 미세플라스틱: 분해 과정에서 미세 조각 발생
• 매립·소각 문제: 온실가스 배출, 토양·해양 오염

그래서 PET 재활용은 화공학적으로도 중요한 연구 주제입니다.

PET 재활용의 두 가지 방법

1. 기계적 재활용

PET병을 분쇄·세척·재용융하여 새로운 제품으로 만드는 방식. 하지만 품질 저하 문제가 있습니다.

2. 화학적 재활용

PET를 다시 원료 단위(PTA, EG)로 분해하는 공정. Depolymerization이라고 하며, 고품질 재활용이 가능하지만 비용이 높습니다.

최근에는 이를 통해 만든 rPET (재활용 PET)가 음료수병, 의류 섬유, 신발 등 다양한 제품에 활용되고 있습니다.

화공학적 시선에서 본 PET

• 고분자공학: 축합중합 반응, 분자량 제어
• 재료공학: 성형 기술(사출·블로우), 투명성 개선
• 환경공학: 재활용, 생분해성 대체재 연구

즉, PET는 단순 포장재가 아니라 고분자·재료·환경공학이 집약된 사례입니다.

FAQ

Q. PET병을 뜨거운 물에 쓰면 왜 안 되나요?

A. PET는 열변형온도가 낮아(약 70℃), 뜨거운 물에 닿으면 쉽게 변형됩니다.

Q. PET병을 재사용해도 안전한가요?

A. 반복 사용하면 표면에 흠집이 생겨 세균 번식 위험이 있고, 장시간 햇빛 노출 시 분해 가능성이 커집니다.

Q. PET를 대체할 친환경 소재가 있나요?

A. PLA, PHA 같은 생분해성 플라스틱이 대안으로 연구되고 있습니다. 하지만 생산 비용·성능 문제로 아직 대중화 단계는 아닙니다.

핵심 요약

• PET = 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 음료수병 소재
• 장점 = 투명성, 경량성, 가스 차단성, 가공성
• 한계 = 고온 취약, 환경적 부담
• 재활용 = 기계적 재활용 + 화학적 재활용(rPET)
• 화공학 = 고분자·재료·환경공학의 대표 응용 사례

 

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