석유 대신 바이오 소재로 폴리우레탄 합성

디지스트 연구팀, 한국섬유개발연구원과
바이오매스 기반 열가소성 폴리우레탄 개발

바이오매스 열가소성 폴리우레탄 개발 연구팀. (왼쪽부터) 한국섬유개발연구원 전초현 신사업기획팀장, 정재훈 신제품개발팀장, 디지스트 에너지융합연구부 오지연 연구원, 임상규 책임연구원, 김영광 전임연구원. 디지스트 제공

대구경북과학기술원(DGIST)은 한국섬유개발연구원 연구팀과 공동으로 일상생활에서 널리 쓰이는 폴리우레탄을 석유가 아닌 바이오매스에서 추출한 원료로 합성하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

DGIST에 따르면, 임상규 에너지융합연구부 책임연구원 연구팀은 한국섬유개발연구원 정재훈 신제품개발팀장, 전초현 신사업기획팀장과 공동연구로 바이오탄소 함량 97%의 친환경 열가소성 폴리우레탄을 개발하는 데 성공했다. 기존 석유계 열가소성 폴리우레탄을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

열가소성 폴리우레탄은 내마모성, 복원력, 인장강도와 인열강도 등이 우수해 산업용 시트나 스크린 보호 필름, 케이스, 신발, 인조가죽, 의류 등에 널리 쓰이고 있다. 대부분 석유에서 추출하거나 합성한 원료로 만들고 있다. 원유 생산과 정제, 제조, 폐기 공정에서 발생하는 환경오염 문제에서 자유로울 수 없다. 전 세계적으로 석유를 대체할 바이오매스 소재 기반 연구가 한창이다.

임상규 책임연구원 연구팀은 한국섬유개발연구원과 공동연구를 통해 석유계 원료 대신 바이오매스 기반의 폴리에스터 폴리올과 부탄 다이올이라는 물질을 사용했다. 바이오매스는 옥수수나 콩, 목재 등 에너지를 얻을 수 있는 식물성 산물을 말한다. 바이오매스로 가스나 디젤류, 에탄올 등 연료나 화학원료를 생산하고 있다.

연구팀이 바이오 원료로 합성한 열가소성 폴리우레탄은 바이오탄소 함량이 최대 97%로 석유계 열가소성 폴리우레탄과 비슷한 성능을 보였다. 임상규 책임연구원은 “기존에 진행하던 친환경 열가소성 폴리우레탄 개발 연구와 차별화한 연구”라며 “지속적인 연구를 통해 상용 고기능성 섬유 소재 개발로 이어지길 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 산업통상자원부 및 산업기술평가관리원의 ‘소재부품기술개발사업’과 과학기술정보통신부의 ‘DGIST 기관고유사업’을 통해 수행했다. 연구결과는 응용 고분자 분야 전문 국제학술지인 ‘저널 오브 어플라이드 폴리머 사이언스'(Journal of Applied Polymer Science) 7월호 표지 논문으로 게재됐다.

정광진 기자 kjcheong@hankookilbo.com