국내 연구진 식물기반 바이오플라스틱 수지 개발

국내 연구진 식물기반 바이오플라스틱 수지 개발: KAIST 롯데케미칼 산학협력 연구팀… PET소재 대체 기대; 2016.10.11 14:54 입력

<div align=""> <table _id="news_image" border="0" cellpaddin="0" cellspacing="0" align="center" style="border:1px solid #d2d2d2;margin-top:15px;margin-bottom:15px;"><tbody><tr><td><div style="margin:8px"><img alt="국내 연구진 식물기반 바이오플라스틱 수지 개발" src="http://plasticstimes.co.kr/PEG/14761652134673.jpg" width="700" align="absmiddle"></div></td></tr></tbody></table> 페트(PET)병을 대체할 수 있는 바이오플라스틱이 국내 연구진에 의해 개발됐다.</div> 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 박오옥 교수 연구팀과 롯데케미칼이 산학협력 연구를 통해 기존 플라스틱 페트 소재를 대체할 수 있는 식물 기반의 바이오 플라스틱 수지를 개발했다고 11일 밝혔다. 이 기술은 식물 기반의 퓨란(furan)계 바이오 플라스틱을 고분자량으로 합성한 것. 퓨란계 바이오플라스틱은 식물에서 추출한 원료로 만든 플라스틱이다.  이는 식물을 소재로 하기 때문에 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 줄일 수 있고, 석유 기반의 플라스틱을 대체하기 때문에 자원도 절감할 수 있다.  또 기체 차단성과 내열성이 우수해 기존 페트 소재가 사용되지 못했던 좀 더 넓은 분야에 사용 가능하다. 많은 연구자들이 퓨란계 바이오플라스틱이 가진 장점을 활용하기 위해 상용화가 가능하도록 연구 중이다. 그러나 퓨란계 바이오플라스틱은 분자 구조가 유연하지 않아 깨지기 쉽고 결정화 속도가 느리다.  즉 분자의 확산성이 낮고 고분자량화에 한계가 있어 원하는 모양을 얻기가 어렵다. 무엇보다도 결정화 속도가 느리다는 것은 기존 상업 설비에서 양산을 할 수 없음을 의미한다. 이와 관련, 연구팀은 먼저 퓨란계 플라스틱이 왜 깨지기 쉬운 특성을 갖는지 확인했다.  기존 페트는 화학구조상 선형구조이기 때문에 외부 충격에 유연하게 반응할 수 있어 확산이 부드럽고 빠르다. 반면 퓨란계 플라스틱의 화학구조는 약간 꺾여있는 구조로 유연성이 떨어져 깨지기 쉽고, 분자의 확산이 빠르지 않아 결정화 속도가 상대적으로 느리다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 육각환형의 고리 화합물을 공 단량체로 도입해 새로운 퓨란계 폴리에스터를 합성했다.  이 같은 과정을 통해 유연성이 높아져 기계적 물성(연성, 내충격성)이 개선됐고, 결정화 속도도 빨라졌다. 또 이 새로운 퓨란계 폴리에스터의 결정화 속도 개선으로 인해 고상중합공정이 가능해졌다.  고상중합공정이 중요한 이유는 수지의 변색 없이 분자량을 단시간에 고분자량으로 올릴 수 있기 때문. 연구팀이 개발한 바이오플라스틱은 고분자량화에 성공해 상업적으로 활용할 수 있는 공정이 가능할 것으로 예상된다. 연구팀 관계자는 “이 기술은 병, 옷, 섬유, 필름 등 기존 페트 소재가 사용되던 분야를 넘어 페트가 쓰이지 못했던 분야에도 적용 가능하다”며 “기존 페트보다 내열성과 기체 차단성이 높기 때문에 유리 용기를 일정 정도 대체할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘그린 케미스트리(Green chemistry)’ 10월7일자 뒷 표지 논문으로 게재됐다.