자연서 분해되고, 강도 높은 `친환경 플라스틱 필름` 나왔다

생기원, 셀룰로오스 나노섬유 활용
기존 필름 대비 77% 고강도 필름 제조

한국생산기술연구원은 생분해성과 기계적 물성을 동시에 갖춘 친환경 고강도 플라스틱 필름을 개발했다. 생기원 제공

한국생산기술연구원은 홍성우 수석연구원 연구팀이 자연에서 스스로 분해되면서 기존 생분해성 플라스틱 단점까지 해결한 '친환경·고강도 플라스틱 필름'을 개발했다고 21일 밝혔다.

대부분의 플라스틱은 난분해성 소재로 만들어져 폐기 후 분해되지 않아 환경과 인체에 미치는 영향이 크다. 특히 산업용 플라스틱 소재의 40%를 차지하는 패키징 분야에서 플라스틱 필름 사용량이 늘면서 폐플라스틱이 심각한 문제로 떠오르고 있다.

이를 위해 생분해성 필름이 개발되고 있지만, 자연에서 분해되는 장점이 있는 반면 범용 플라스틱에 비해 기계적 물성이 낮은 단점이 있다.

연구팀은 셀룰로오스 나노섬유를 대표적인 생분해성 플라스틱인 '폴리부틸렌 숙시네이트'와 결합해 생분해성과 기계적 물성을 동시에 갖춘 친환경 필름을 개발했다. 셀룰로오스 나노섬유는 나무의 주성분인 셀룰로오스를 잘게 쪼갠 천연 소재로, 생분해성과 재생 가능성이 우수하고 철과 비교해 무게는 5분의 1 수준이지만 강도는 5배 높아 제2의 탄소섬유로 불린다.

연구팀은 옥수수에서 유래한 이소소바이드 물질을 함유한 기능성 분산제와 수소 결합에 의해 강하게 뭉쳐 있는 셀룰로오스 나노섬유 덩어리를 생분해성 플라스틱 내에 고르게 분산시켜 기존 필름 보다 인성(재료의 질긴 정도)이 77% 증가한 생분해성 필름을 제조했다.

홍성우 생기연 수석연구원은 "플라스틱 규제 강화를 대비해 천연 소재인 셀룰로오스 나노섬유를 친환경 보강재로 활용할 수 있는 방안을 찾는데 주목했다"며 "앞으로 일상생활뿐 아니라, 자동차, 전자기기, 의료기기 등 산업 전반에 활용할 수 있는 친환경 소재 개발에 노력하겠다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(지난 1일자)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr