[IR52 장영실상] DL케미칼 '차세대 메탈로센 BOCD PE'

폴리에틸렌 내구성 높이고 탄소 배출량 줄여

왼쪽부터 DL케미칼의 김다정 과장, 손병길 수석연구원, 홍성호 차장.

2021년 44주 차 IR52 장영실상은 DL케미칼이 개발한 '차세대 메탈로센 BOCD 폴리에틸렌(PE)'이 수상했다. DL케미칼은 메탈로센 BOCD PE의 필름 질김성과 압출 가공성, 열봉합성을 획기적으로 개선하는 한편 PE 제조 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 줄이는 데 성공했다.

BOCD는 'Broad Orthogonal Comonomer Distribution'의 약자로, BOCD PE는 공단량체를 많이 함유하면서 분자량 분포가 넓은 고분자량 PE를 의미한다.

메탈로센은 PE를 합성하는 데 필요한 촉매의 일종이다. 메탈로센 촉매는 그 구조에 따라 분자 구조를 정밀 제어할 수 있어 PE 내구성을 높이는 데 유리하다. 다만 메탈로센 PE는 질기고 튼튼한 반면 가공이 어렵다는 단점이 있다.

DL케미칼 연구진은 다양한 촉매 종의 합성과 중합, 고분자 분석을 통해 고분자의 구조와 물성에 적합한 메틸로센 촉매를 개발하고 이를 통해 내구성과 가공성을 모두 개선하는 데 성공했다.

DL케미칼의 메탈로센 BOCD PE는 기존 제품 대비 질김성이 60~70%, 강직성은 5~10% 증가함과 동시에 압출 가공성은 10~20% 높아진 것으로 나타났다. 열봉합성도 유의미한 수준으로 향상됐다.

특히 DL케미칼 메탈로센 BOCD PE는 플라스틱 제품의 기능을 유지하면서 필름 두께를 얇게 만들 수 있기 때문에 플라스틱 사용량을 줄이고 원가를 절감할 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 제조 과정에서 발생하는 탄소 배출량도 기존보다 적어 친환경적인 생산이 가능하다.

DL케미칼이 개발한 차세대 메탈로센 BOCD PE를 상용화한 'D.Fine' 제품은 2019년 24억원, 2020년 131억원의 매출을 올렸다. DL케미칼은 내수·유럽·중국 시장을 공략해 2023년까지 매출액 2053억원, 수출 1660억원을 달성하는 것을 목표로 하고 있다.

손병길 DL케미칼 연구1팀 수석연구원은 "플라스틱 재활용을 막는 주요 원인 중 하나는 이종 소재를 복합적으로 사용한다는 것"이라며 "향후 동일 소재 PE만으로 복합소재를 대체할 수 있는 포장재를 개발할 계획"이라고 밝혔다.

■ 주최 : 과학기술정보통신부

■ 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[송경은 기자]

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