Polyamide 56 (PA56) 에 대하여

안녕하세요? 

 

지속가능성 관련, 최근 국내 플라스틱 업계에서 주목을 받고 있는 Polyamide 56 (PA56)에 대해 말씀드리겠습니다. 관용적으로 사용하는 듀폰사의 상품명인 Nylon을 사용하여 Nylon 56이라고 부르기도 합니다만, 엄밀하게는 폴리아마이드 56 (Polyamide 56, PA56)으로 부르는 것이 더 정확합니다.

 

1. Polyamide 56 (PA56) 이란?

PA56은 재생 가능한 원료를 이용해 합성한 Bio Based Polyamide 입니다. 조금 더 구체적으로는 밀이나 옥수수 같은 식물을 직접 발효하거나, 혹은 미생물을 이용해서 라이신(Lysine)에서 만들어낸 Cadaverine (Pentamethylenediamine, PMDA)과, 일반적으로 PA66을 합성할 때 사용하는 아디프산 (Adipic Acid, 줄여서 AA) 를 중합하여 만듭니다. 기본적인 기계적 물성은 PA66과 비슷하나, 지속가능성(sustainability) 측면에서 장점을 가지고 있습니다. 최근 각광받고 있는 이유가 그것입니다.

 

참고로 우리에게 친숙한 PA66은 탄소 6개짜리 AA와 탄소 6개짜리 HMDA(Hexamethylenediamine)을 중합하여 만듭니다. PA56은 모노머 중 하나인 PMDA의 탄소가 5개 짜리라, PA56이 되는 것입니다.

 

아래는 PA66과 PA56의 구조 비교 입니다. 

PA66과 PA56의 구조, 출처 : Cathay Biotech홈페이지

 

 

2. 왜 PA56인가? (PA6, PA66과 비교)

 위에서 잠시 언급했듯 가장 큰 이유중에 하나는 바로 최근 이슈가 되고 있는 ESG, 그 중에서도 E(Environment)와 관련이 있는 Sustainability 때문입니다. 업계에 계신 분들이면 잘 아시겠지만, 유럽에서 시작된 탄소 발자국 측정 및 관리가 이미 많이 진행되어가고 있고, 이미 발빠른 업체들은 흔히 말하는 'Low Carbon Footprint' 제품을 시장에 내어 놓고 있습니다.

 

PA66의 경우에는 모노머 중 하나인 AA가 이미 Bio-mass balanced로 시장에 나와있지만, HMDA의 경우에는 그렇지 못합니다. 그러나 PA56의 베이스가 되는 PMDA는 이미 시장에 나온지 꽤 되었으며, 대표적으로 Cathay biotech에서 공급을 하고 있습니다. 구글에 검색하니 CJ 제일제당에서도 이미 공급을 하고 있네요. (https://www.cjbio.net/en/products/cjPmda.do)

 

다시 말하면 Bio based PMDA와 bio based AA를 중합해서 생산하면, 탄소발자국을 매우 매우 줄인 PA56 제품 생산이 가능합니다. 물론 화석연료 기반의 AA를 사용한다 하더라도 상대적으로 PA56의 탄소발자국 저감 효과는 높습니다.

 

 

거기에 더불어 물성도 PA66과 비벼볼 만 합니다. (아래 표 참조)

다만 녹는점이 약 7도 낮기 때문에, 내열성을 요구하는 곳에 대체하기는 조금 부족하고, 표에는 없지만 흡습성이 PA66보다 조금 높습니다. 

 

물성 비교 표, 출처 : Catahy Biotech 홈페이지

 

3. 공급

PA56의 원료가 되는 PMDA는, 주로 중국에 있는 Cathay Biotech만이 공급을 해 온 것으로 보입니다. 2022년 기준으로 생산 규모는 .연간 5만톤이며, 해당 원료를 가지고 Cathay가 직접 PA56을 포함한 여러 플라스틱을 중합하여 공급하고 있습니다. 위에서 언급했듯 CJ도 나오긴 합니다만, 아직 초창기인 듯 합니다.

 

혹시 CJ 관련되어 잘못된 내용이 있으면 연락 부탁드립니다.

(Capacity 관련 내용 출처 : https://crimsonpublishers.com/psprj/pdf/PSPRJ.000570.pdf 외 여러 논문 등)

 

가격

그리고 조심스럽지만, 가격에 대한 내용도 조금씩 있는데, PMDA가 PA66 생산에 사용되는 HMDA보다 비싸지 않다고 하네요. 명확하게 말할 수 있는 비교 데이터가 없습니다만, 적어도 다른 Bio-based 플라스틱과 달리, 비싸다는 얘기는 없습니다. 업데이트가 있으면 수정하겠습니다.

 

 

4. 결론

- PA56은 Bio-based 원료인 PMDA를 사용하므로 탄소발자국이 낮다.

- PA56은 여러 분야에서 PA66을 대체 가능할 것으로 보인다.

- PA56을 생산하는 데 필요한 원료인 PMDA는 주로 중국 기업인 Cathay Biotech에서 공급을 하고 있다.

 

 

5. 참고

Cathay Biotech

- 1997년도 설립, 경제적인 산업용 생명공학 기술의 개발 및 독점에 집중하여, 가격 경쟁력이 있는 특수 화학물질 및 친환경 제품 다수 개발

 - long-chain diacid, bio-butanol, PMDA 등 생산 자체 개발, 상용화하여 관련 세계 시장을 점유 중

 

출처 : http://textilesol.kr/upload_file/T_TEXTILE_BOARD_NEW/S10000000808_0.pdf

 

PMDA 생산 프로세스 (출처 : Cathay Biotech 홈페이지)

Cathay Diamine Factory