플라스틱 페트 소재를 대체할 수 있는 식물 기반 플라스틱 소재가 국내연구진에 의해 개발됐다.
KAIST(한국과학기술원) 박오옥 교수팀과 롯데케미칼 공동연구팀은 식물 기반 퓨란계 바이오 플라스틱을 고분자량으로 합성해 상업적으로 양산할 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.
퓨란계 바이오 플라스틱은 사탕수수 당을 발효한 뒤 분리·정제해 사용하는 플라스틱이다.
식물을 소재로 하는 만큼 온실가스인 이산화탄소를 줄일 수 있고, 석유 기반 플라스틱을 대체할 수 있어 관련 연구가 활발히 진행되고 있지만, 퓨란계 플라스틱의 분자 구조가 유연하지 않아 깨지기 쉽다는 단점이 있다.
게다가 결정화 속도가 느려 대량 양산이 쉽지 않았다.
연구팀은 퓨란계 플라스틱이 꺾여 있는 화학 구조 때문에 유연성이 떨어지고, 분자 확산이 빠르지 않아 결정화 속도가 상대적으로 느리다는 사실을 확인했다.
기존 페트는 화학 구조가 선형으로 돼 있어 외부 충격에 대응해 유연하게 반응하는 것이 가능하다.
연구팀은 육각 환형 모양의 고리 화합물을 ‘단량체(저분자화합물)’로 만들어 새로운 퓨란계 폴리에스터를 합성했다.
새로 개발한 퓨란계 화합물은 연성과 내충격성 등 기계적 물성이 우수하고 결정화 속도도 빨라졌다.
이번에 개발한 기술을 이용해 퓨란계 바이오 플라스틱을 고분자량으로 합성하는 데 성공, 상업화가 가능할 것으로 기대된다.
연구팀은 “기존에는 퓨란계 플라스틱의 분자량이 낮아 공정 과정에서 물질이 찢어지는 등 한계가 있었다”면서 “이번에 고분자량화에 성공해 병, 옷, 섬유 등 기존 페트 소재가 사용되는 분야뿐만 아니라 페트가 쓰이지 않는 분야에도 널리 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제학술지’그린 케미스트리(Green chemistry)’ 지난 7일자 표지 논문으로 실렸다.
