"30㎏ 무게에도 끄덕없다"…친환경 접착소재 등장

화학연, 비경화성 친환경 접착소재 개발
수소결합 강화해 접착성능 향상..재활용 가능

한국화학연구원은 인체에 무해한 고분자 소재의 수소 결합을 높여 소량으로 30㎏ 이상을 버티는 '친환경 비경화성 접착 소재'를 개발했다. 화학연 제공

화학연이 개발한 수소결합 기반 구조의 비경화성 접착 소재로, 소량으로 30㎏가 넘는 무게에도 버틴다. 화학연 제공

30㎏ 무게에도 끄덕없는 친환경 접착 소재가 개발됐다. 인체에 무해하고, 소량으로 뛰어난 접착력을 보여 경량화가 필요한 각종 전자기기, 자동체 등에 폭넓게 활용될 전망이다.

한국화학연구원은 이상호 박사 연구팀이 김병수 연세대 교수 연구팀과 공동으로 인체에 무해한 고분자 소재의 수소결합을 극대화해 소량으로 30㎏ 이상을 버티는 '비경화성 접착 소재'를 개발했다고 17일 밝혔다.

기존 접착제는 접착력을 높이기 위해 주로 굳는 방식의 경화성 접착제를 사용한다. 하지만 대부분 독성이 강한 물질이 포함돼 있고, 사용 후 남은 접착제를 제거하기 어려운 문제가 있다. 이를 대체하는 비경화성 접착 소재는 인체에 무해한 물질로 만들었고, 사용 후 접착제도 제거하기 쉽다. 다만, 수소 결합이 약해 접착 성능이 약 13㎏에 그쳐 산업계에 활용하기 어려운 한계를 지닌다.

연구팀은 인체에 안전한 '폴리에테르 폴리올' 기반의 접착 소재를 수소 결합이 가장 강한 상태인 긴 모양의 선형 구조로 변형해 기존 비경화성 접착제에 비해 접착 성능을 2배 이상 높였다. 또한 강한 수소 결합을 유도하는 카르복시산 기능 구조와 수소 결합이 강했던 선형 구조의 폴리에테르 폴리올을 혼합해 접착력을 기존 대비 2.6배 향상시켰다. 이는 유리뿐 아니라 철, 플라스틱 등에서도 높은 접착력을 보였다고 연구팀은 설명했다.

친환경 접착 소재는 힘을 가해 끊어지더라도 열을 가하면 원래 상태로 되돌릴 수 있는 수소 결합 특징이 있어 재활용성이 높고, 알코올 등을 이용해 쉽게 제거할 수 있다.

이상호 화학연 박사는 "기존 비경화성 접착 소재 한계를 극복해 접착 성능이 높아졌고, 인체에 무해하며 재활용 및 제거가 용이하는 등 다양한 장점을 갖고 있다"며 "유해물질 규제가 강화되는 상황에서 생활용품, 전자기기, 바이오 제품 등에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(8월호)' 표지 논문으로 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr