폴리카보네이트
1. 개요
Polycarbonate, PC
다른 이름으로 렉산이라고 불리기도 한다. 이는 GE사의 폴리카보네이트 상품명이다. 인라인 스케이트와 롤러블레이드 정도의 차이.
2. 상세
대표적인 엔지니어링 플라스틱이며 절연성, 내충격성, 가공성 등 기계적 성질이 우수하여 각종 기계, 전기 제품에 많이 사용된다. 투명하고 내충격성이 폴리염화비닐, 유리에 비해 대단히 뛰어나기 때문에 보통 판유리의 대체재 또는 유리를 쓸 수 없는 곡면 등에 많이 쓰인다. 예를 들자면 KTX가 속도 문제로 철로의 자갈이 튀어 차창의 파손이 심하자 소재를 폴리카보네이트로 바꿀 것을 권유받았다. 즉 폴리카보네이트는 투명성이 필요하고 상당한 강도가 필요한 경우 주로 쓰이는 소재이며, 굳이 투명하지 않더라도 가벼우면서 강도가 필요한 상황에서도 자주 쓰이는 소재이다. 버스 정류장이나 개량된 재래시장의 지붕, 각종 건축물의 외측 통로 등에서 흔히 볼 수 있는 휘어진 플라스틱 투명 지붕 등이 바로 이 PC 소재로 되어 있다.
동영상은 불과 6mm 두께의 폴리카보네이트 창문이 충격을 얼마만큼 버틸 수 있는 것인지에 관한 내용이다. PC의 내충격성은 보통 사람들이 상상하는 것 이상으로 '''엄청나게''' 강하다. PC는 강화유리나 아크릴, PVC 등보다 일단 강도가 강하기도 하지만, 후자의 물건들은 강한 충격을 받으면 충격을 받은 지점으로부터 크랙이 발생하여 쪼개지고 산산조각이 나는 반면 PC의 경우는 강한 충격을 받아도 충격지점의 조각이 떨어져 나갔으면 나갔지 전체가 파손되지는 않기 때문에 충격에 훨씬 오래 버틸 수 있다. 못을 대고 망치로 강하게 후려치면 깨지는 게 아니라 못 굵기만큼의 조그만 구멍이 뚫리고 말 정도이다.
이 점은 PC의 중요한 장점이지만 특정한 케이스에서는 치명적인 단점으로 작용하기도 하는데, 긴급탈출이나 진입이 필요한 상황이 그 예이다. 동영상에도 나와 있지만 PC 소재 창문에 구멍을 뚫기 위해서는 도끼 등으로 후려쳐서 충격을 가하는 것보다 톱질 등으로 절단을 하는 것이 훨씬 효과적이다. PC 소재도 급격한 온도 변화가 생길 경우에는 상당히 약해지기 때문에 액화수소나 액화탄산가스 등으로 급속냉각을 시킨 후 바로 후려쳐서 박살을 내는 방법도 있기는 하나, 긴급상황에서는 써먹기 곤란한 방법. 이처럼 이러한 특성을 이용해 방탄유리(방탄플라스틱)의 원재료로 사용된다.
실생활에서 가장 많이 보이는 것은 안경 및 선글라스 렌즈, 오토바이 헬멧과 각종 스포츠 용품. 2020년부터 대한민국 여권의 정보면은 종이에서 폴리카보네이트로 변경 예정이라고 한다. 여행용 캐리어 중에서도 나름 좋은 제품들은 PC로 만들어지는 경우가 많다. 다만 저가형의 경우는 다른 소재(주로 ABS)를 사용하거나, 부분적으로만 PC를 사용한다. 또한 광학 디스크(CD, DVD, 블루레이)를 만드는데도 쓰인다. 다만 케이스는 보통 아크릴로 만든다. 내열성도 일반적인 플라스틱보다 우수하여 녹는 점이 물의 끓는 점을 상회하기 때문에 우유병, 전자레인지 용 식기 등 뜨거운 음식을 담는 식기에 쓰이기도 했지만 이후 환경호르몬 우려로 쓰지않는다. 멜라민 수지와 비슷한 이유다.
군용기의 캐노피 재료로도 많이 쓰인다. 극초기엔 유리, 이후엔 아크릴이 쓰였으나 현대의 군용기는 대부분 PC 재질이다. 가령 현시대의 최강 전투기인 F-22의 캐노피 또한 금 코팅된 두 겹의 폴리카보네이트로 되어 있다.
ABS 수지와 혼합하여 노트북이나 스마트폰 등의 소형 첨단 가전제품의 플라스틱 케이스로도 쓰인다.
강도는 다소 떨어지지만 휨에 극단적으로 강한 폴리프로필렌[1]과 더불어 호신용품, 무기의 재료로 쓰이기도 한다. 실제로 PC나 PP로 만든 둔기 정도만 되어도 목재보다 훨씬 실용적인 물건으로 나오는 게 보통이다. 한 예로, 미국의 국민 경찰봉인 PR-24가 PC로 만들어진다.
하지만 다른 플라스틱에 비하여 가격이 상대적으로 고가이며 아크릴, 유리의 대체제로 사용되지만 경도는 아크릴이나 유리보다 낮아 스크래치가 생기기 쉽다. 안경을 꼭 극세사로 만든 전용 안경닦이로 닦으라고 권유하는 이유가 이것. 또한 아크릴보다 무겁다. 폴리염화비닐, 유리보다는 훨씬 가볍지만.
북한 무인기 추락사건에서 해당 무인기가 이 소재로 만들어졌다는 소식이 퍼졌는데, 일부 언론은 이게 무슨 최첨단 스텔스 소재인마냥 보도를 해 화학전공자들의 헛웃음을 샀다. 사실 언론에서 이 소재에 대해 보도할 때 폴리 카본에이드라고 철자가 틀린 채로 보도해서 알만한 사람들은 다 비웃을 만한 상황이었다.
폴리카보네이트를 만드는 주된 공정중 하나는 환경호르몬인 비스페놀 A와 독가스로 유명한 포스겐을 반응시키는 것이다. 이는 본래 폴리카보네이트 기술 끝판왕으로 유명했던 애플이 알루미늄 설계의 끝판왕이 된 계기가 되었다. 당시 애플은 환경을 심하게 해치는 소재 및 공정으로 관련단체에게 욕을 바가지로 먹던 상황이었고, 이것을 계기로 애플은 친환경 기술을 사용할 것을 선언한다. 그렇게 사용하게 된 소재가 바로 알루미늄. 그 이전에는 아이팟 클래식 5세대, 아이맥 '06년식, 파워맥 G4, 아이북, 맥북 등 거의 모든 제품에서 폴리카보네이트를 사용하였다. 그나마 예외였던 것은 알미늄인 파워맥 G5(맥 프로 1세대와 디자인이 같다. 파워맥이 수냉, 맥 프로가 공냉이라는 정도의 차이?)와 파워북 G4정도. 알미늄에 제대로 꽃힌 것은 2007년 아이맥, iPhone 등이 알미늄으로 바뀌면서부터.