부동액 이란?

❐부동액 이란?

 

자동차의 월동준비 세 번째 시간으로 냉각수가 얼지 않기 위해 물과 함께 혼합해서 사용하는 부동액에 대하여 알아봅니다.

 

1. 부동액

 

부동액을 한마디로 요약하자면 얼지 않는 액체이다.

 

날이 추워지기 시작하면 차도 겨울을 날 준비를 해야 된다. 요즈음에는 4계절 부동액을 사용함으로 겨울이라 해서 부동액을 새로 교환할 필요는 없다. 자동차 제조회사는 부동액을 2년마다 교환하는 것을 추천하지만 엔진 상태에 따라 교체주기가 더 빨라야 할 경우도 있고 더 더디게 교체하여야 할 경우도 있다.

 

부동액은 말 그대로 얼지 않는 액체라는 뜻이지만, 자동차에서는 엔진 및 부속장치들이 과열되는 것을 막아주는 냉각기능 중에 수랭식을 사용함으로 평상시는 부식방 지와 겨울엔 동결 방지를 위하여 부동액을 사용하고 있다.

 

따라서 기온이 낮을 때 얼지 않고 액체 상태를 유지하면서 엔진 및 부속장치들이 열로 인한 피해를 줄여주는 기능도 하고 있는 것이다. 엔진을 공기로 식히는 방법도 있지만 부동액을 사용하면 공기보다 효율적인 열 흡수가 일어날 것이다. 모두가 경험하여 알고 있듯이 뜨거운 물체와 차가운 물체가 접촉이 되면 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 전달되면서 냉각 효과를 가지는 것이다.

 

 

 

2. 부동액의 성분

 

이번에는 부동액의 성분과 기능에 대해서 알아보자.

 

부동액은 엔진의 과열을 방지해 주는 화학물질로, 얼지 않는 액체라는 뜻을 가지고 있다.

 

부동액은 어떤 성분으로 구성되어 있을까? 부동액은 물과 에틸렌글리콜(ethyleneglycol)을 섞어 만든 혼합용액이다.

 

물은 부동액의 주성분으로 사용하기에 좋은 물질이다. 그 이유는 물이 물질 중에서 비열이 가장 큰 액체 중 하나이기 때문이다. 비열이 크다는 말은 다시 말해서 다른 물질에 비해 같은 양으로 더 많은 열을 흡수할 수 있다는 것이다. 또한 유동성이 좋아서 온도가 높은 엔진 내부로부터 냉각 코일 혹은 호스 사이를 순환시키기에도 적합한 물질이다.

 

그러나 물은 겨울철에 영하로 온도가 내려가면 얼게 되고, 그것을 담고 있는 용기는 견디지 못하고 부서진다. 겨울에 땅에 깊이 묻지 않은 수도관이 터지는 것도 같은 이유이다. 물은 얼게 되면 부피가 팽창하는 화학물질이므로 엔진 혹은 호스가 부피 팽창만큼을 흡수하지 못한다면 부서져 버릴 것이다.

 

그러므로 얼지 않는 액체를 만들려면 다른 성분을 첨가하는데 그것이 바로 에틸렌글리콜이다. 단순히 엔진의 열을 식혀주는 냉각의 기능만 있다면 냉각수라 불러야 될 것 같은데, 부동액이라 부르는 것도 얼지 않는다는 의미를 강조한 것이라 여겨진다.

 

3. 부동액, 첨가제 그리고 대체 물질로 부식 방지

 

에틸렌글리콜의 중량비에 따른 어는점 변화. 에틸렌글리콜과 물을 혼합한 액체의 어는 온도(어는 점)는 혼합비율에 따라 달라진다. 물을 섞으면 에틸렌글리콜의 수소결합이 방해를 받아서 어는점이 내려간다.

 

 

 

순수한 에틸렌글리콜을 부동액으로 사용하는 것도 불가능하지는 않지만 좋은 선택은 아니다. 순수한 에틸렌글리콜의 어는 온도는 영하 12oC밖에 되지 않기 때문이다. 에틸렌글리콜과 물을 혼합한 액체의 어는 온도(어는 점)는 혼합비율에 따라 달라진다. 물을 섞으면 에틸렌글리콜의 수소결합이 방해를 받아서 어는점이 내려간다.

 

예를 들어 에틸렌글리콜의 양이 70%, 물이 30%로 혼합된 액체의 어는점은 최대 영하 50oC 정도이다. 물과 에틸렌글리콜의 비율을 1:1로 맞춘 부동액은 영하 35~40oC 정도 된다. 우리나라 정도의 기온에서는 별 무리 없이 사용할 수 있는 부동액이다.

 

부동액에는 물과 에틸렌글리콜 이외에도 여러 종류의 첨가제가 포함되어 있다. 부동액을 담는 냉각장치의 부식 방지를 위해서 대개 부식 방지제를 첨가한다. 장치가 부식되어 각종 물질 덩어리들이 떨어져 나오면 냉각 효율이 떨어지기 때문이다. 또한 부동액이 변질되어 산성으로 변하는 것을 억제하기 위한 알칼리 성분도 포함된다. 에틸렌 글리콜이 산화되어 부동액이 산성으로 변한다. 그 결과 금속으로 만들어진 냉각장치의 부식이 촉진된다. 알칼리 성분을 첨가하면 산성화로 되는 것을 어느 정도 방지할 수 있다. 첨가되는 물질은 다 이유가 있는 셈이다.

 

4. 여름철에도 부동액을 사용하여야 한다.

 

겨울철에만 부동액이 필요한 것이 아니다. 여름철에도 엔진을 식혀주기 위해서 부동액이 필요하다. 에틸렌글리콜을 물과 섞으면 에틸렌글리콜의 양에 비례해서 끓는점(boilingpoint)이 높아진다. 끓는점이 높은 부동액을 사용하면 기체나 거품의 발생이 줄어드는 효과를 볼 수 있다. 기체나 거품이 포함된 부동액은 열전달 효율이 떨어져 냉각 효율도 떨어진다.

 

 

5. 기온에 맞춰 혼합비율을 조절할 것

 

4계절 부동액이 나온 이후에는 겨울철마다 새 부동액으로 교체하는 일은 없어졌다. 그러나 에틸렌글리콜과 물의 양(비율)에 따라 동결점이 달라진다고 했듯 부동액 비율이 옅어지면 겨울이나 한파에 자동차의 냉각수 계통이 얼어 터짐으로 자동차를 운행하는 지역의 기온에 맞추어서 물과 에틸렌글리콜의 혼합비율을 적절히 조절하여 사용하는 지혜가 필요하다.

 

너무 많이 사용해서 낭비한다면 그것은 경제적으로 혹은 환경에도 좋지 않은 결과를 초래하기 때문이다.

 

겨울철 신체 온도로 혈액 기능을 원활히 하여 체온을 조절하듯 자동차도 부동액으로 만들어내는 냉각수 비율을 잘 맞추어 자동차도 인간의 혈액처럼 잘 만들어진 부동액으로 성능도 향상시키고 동파와 부식 없는 최고 성능으로 안전운전하길 바랍니다.

 

6. 주의사항

 

단 맛이 나지만 마시면 위험하다.

 

에틸렌글리콜(HOCH2CH2OH)은 매우 간단한 구조를 하고 있는 유기화합물이다. 2개의 탄소 각각에 OH가 1개씩 결합되어 있는 에틸렌글리콜은 단맛이 난다고 알려져 있다. 보통 여러 개의 탄소(C) 원자로 결합된 유기화합물 중에 OH가 많이 붙어 있는 분자들은 단맛이 나는 것이 보통이다.

 

우리 주변에서 흔히 보는 글리세린, 포도당, 과당, 설탕의 분자들도 탄소마다 OH가 결합되어 있다. 그러므로 에틸렌글리콜도 단맛을 낼 것이라 생각하는 것은 자연스럽다. 그러나 절대로 단맛을 확인하려 해서는 안 된다. 왜냐하면 에틸렌글리콜은 독성이 크기 때문이다. 몸에 흡수된 에틸렌글리콜은 대사과정에서 글리콜릭산 혹은 더 나아가 옥살산으로 변한다. 혈액에 이들 산의 농도가 증가하면 목숨을 잃을 수 있기 때문이다.

 

에틸렌글리콜(HOCH2CH2OH)은 2개의 탄소 각각에 OH가 1개씩

결합되어 있는 매우 간단한 구조를 하고 있는 유기화합물이다.

 

 

에틸렌글리콜이 몸에 들어오면 대사과정에서 글리콜릭산 혹은

더 나아가 옥살산으로 변하는데, 이들 산의 농도가 증가하면

목숨을 잃을 수 있다. <출처: gettyimages>

 

7. 무해(non-toxic) 부동액

 

에틸렌글리콜 대신에 프로필렌글리콜(HOCH (CH3) CH2OH)도 부동액으로 사용한다. 에틸렌글리콜의 한 개의 탄소에 결합된 H 대신에 CH3가 결합되면 프로필렌글리콜이 된다. 에틸렌글리콜보다는 독성이 덜 하다. 무해(non-toxic)하다고 표시된 부동액은 프로필렌글리콜 성분이 포함되어 있는 경우가 많다.

 

집 혹은 식당에서 열교환 액체가 들어 있는 장치는 보통 프로필렌글리콜을 부동액으로 사용하여 안전성을 높인다. 우연히 사고가 나서 배관이 터진다 해도 화학물질 독성으로 인한 피해를 감소시킬 수 있기 때문이다. 외부로 노출되는 경우 혹은 그러한 목적으로 사용되는 부동액은 무독성인 것을 사용해야 된다.

 

 

이상으로 설명한 부동액에 대하여 도움받으시어 냉각수와 부동액에 대하여 잘 이해하고 관리하여 안전하고 편리한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.

 

 

ps: 첨부된 이미지들은 글 작성과는 아무런 관련이 없으며, 광고용으로도 첨부되지 않음을 밝혀둡니다. 첨부된 이미지의 제조사와는 무관하게 편리한 제품을 사용하시면 됩니다.