화학연-부산대, 재활용되는 만능 점착 필름 소재 개발

초고분자 점착제 고분자의 재활용 및 재사용 평가.(한국화학연구원 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 자국 없이 잘 붙고 재활용도 되는 만능 점착 필름 소재를 개발했다.

한국화학연구원 이원주·유영창·안도원 박사 연구팀은 부산대 백현종 교수 연구팀과 고분자 사슬의 길이를 극대화해 화학적 가교 구조 없이도 우수한 점착특성을 갖는 투명 점착 필름소재를 개발했다고 25일 밝혔다.

가교 구조는 화학적 결합을 통해 3차원 네트워크 형상을 갖는 그물구조로 화학적 결합을 끊는데 많은 에너지가 소모되기 때문에 용매나 열로 다시 녹여 재활용하는 것이 불가능하다.

이에 연구팀은 점착 필름을 이루고 있는 고분자 사슬의 분자량을 극대화해 더 잘 엉키는 성질을 이용했다.

이를 통해 화학적 가교구조 없이도 기존 점착 필름 댜비 자국이 남지 않고 접착력이 더 좋은 소재를 개발했다.

기존의 투명 점착 필름을 구성하는 고분자의 경우 사슬의 길이에 한계가 있으며 사슬길이의 다분산지수가 높아 분자량이 긴 사슬과 짧은 사슬이 같이 존재한다.

사슬이 짧은 고분자는 점착 필름을 제거할 때 표면에 점착 잔여물이 남는 문제를 발생시킨다.

이런 한계점 등으로 인해 사슬이 매우 긴 초거대 고분자를 합성하는 기술은 오래된 숙제이다.

연구팀은 가시광선을 이용한 방법으로 기존 고분자 사슬보다 2.8배 긴 초거대고분자 합성에 성공했다.

연구팀이 개발한 초거대 고분자는 사슬의 길이가 매우 길기 때문에 사슬의 엉킴이 쉽게 일어나고, 사슬당 발생하는 엉킴의 수가 매우 높다.

또 짧은 사슬 길이를 갖는 고분자가 거의 없으므로 점착 필름을 제거하여도 점착 잔여물이 남지 않는다.

왼쪽부터 한국화학연구원 이원주 책임연구원, 유영창 선임연구원, 안도원 선임연구원, 황치원 학생연구원

연구팀이 개발한 비가교 투명 점착 필름은 기존 점착 필름 대비 약 130% 수준의 우수한 부착력을 지녔으며, 표면에서 제거하여도 잔여물이 남지 않았다.

또 다양한 테스트 환경에서도 모두 우수한 안정성을 보였다.

특히 화학적 가교구조가 없어서 점착 필름을 사용한 후 무독성의 용매에 쉽게 녹일 수 있다.

연구팀은 기존 상용 제품 대비 200% 이상 우수한 물성과 가혹한 외부환경에서도 사용이 가능한 내구성을 지닌 비가교형 점착 소재 개발 연구를 진행하고 있다.

이영국 화학연 원장은 “이번 연구는 기존에 상용화된 경화성 투명 점착 필름과 달리 사용 후에도 폐기하지 않고 폐기물의 재활용·재사용이 가능하다"며 '향후 탄소저감, 폐기물 저감 등과 같은 환경문제를 해결하는 자원순환형 정밀화학소재 개발에 기여할 것으로 전망된다"고 말했다.

이번 연구결과는 소재 분야 세계적인 학술지 'ACS 어플라이드 매터리얼스 앤드 인터페이시스'에 게재됐다.

memory4444444@news1.kr