화학연구원, 생분해성 플라스틱 '가소제' 문제점 보완 원천기술 개발

기사내용 요약
PLA(폴리락타이드) 탄소배출없이 완전 생분해 가능
회복 및 유연·투명성 좋은 가소제 무용매 제조공정
개발 원천기술 국제학술지에 표지논문으로 게재

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 친환경 생분해성 플라스틱 고분자의 단점을 극복키 위해 사용되는 석유화학기반 난분해 가소제를 자연유래 및 생분해 소재로 대체할 수 있는 원천기술을 개발했다.

한국화학연구원은 환경자원연구센터 신지훈 박사 연구팀이 친환경 생분해성 플라스틱 고분자로 주목받는 폴리락타이드(PLA)의 깨지기 쉬운 단점을 보완할 수 있는 자연유래 생분해성 가소제 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.

분해가 되지 않는 일반 일회용 플라스틱의 대체재인 생분해성 플라스틱 중 PLA는 인체에 해가 없고 사용 후 일정 조건에서 완전분해 가능한 친환경 소재로 안정적으로 산업화가 진행되고 있다.

하지만 PLA 가공 시 딱딱하고 부서지거나 찢어지기 쉬운 단점이 있어 주로 석유화학 기반원료인 가소제를 사용해 보완하고 있다.

이는 분해되지 않는 가소제로 인해 탄소를 배출, PLA에 적합한 유연성을 부여하면서 생분해되는 가소제 제조기술 개발이 절실한 상황이다.

이에 따라 신 박사팀은 PLA 중합 시 PLA와 잘 섞일 수 있는 락타이드 올리고머를 용매가 필요없는 친환경 제조공정으로 합성하는데 성공, 최초의 생분해 PLA 가소제를 개발했다.

락타이드 올리고머는 PLA보다 분자량이 작고 짧은 사슬구조를 가지는 락타이드 중합체다.

이번에 가소제로 개발된 락타이드 올리고머는 PLA 사슬과 같은 구조를 지니고 있어 잘 섞이는 특성으로 PLA와 거의 유사한 투명성을 보여준다.

또 개발된 가소제는 28일간 78% 수준의 자연분해 성능이 확인됐으며 늘어나는 성질인 연신율은 기존 대비 최대 7배까지 높아져 PLA의 유연성이 크게 개선됐다.

특히 고유연 상태에서 고무와 같이 늘어났다 줄어드는 특성인 점탄성을 플라스틱에 부여할 수 있는 특징도 갖는다.

연구팀에서 개발한 가소화된 PLA는 우수한 유연성, 높은 생분해성 및 투명도, 고무와 같은 점탄성 등의 특성으로 종량제 봉투와 같은 생분해성이 요구되는 범용필름 포장재 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구 성과는 세계 3대 화학회 중 하나인 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 최고 권위의 청정화학 분야 학술지 '그린 케미스트리(Green Chemistry, IF: 10.182)' 10월호에 표지논문으로 게재됐다.

화학연 이미혜 원장은 "이번 성과로 탄소중립 사회 도달에 한걸음 더 다가갔다"며 "친환경 생분해성 플라스틱 PLA 가소제 제조 및 유연화 핵심 기술을 확보, 향후 PLA 사업화에 관심이 있는 기업의 상용화 및 제품화를 기대한다"고 말했다.

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