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강철보다 강한 친환경 미래 플라스틱, ‘슈퍼 바이오 플라스틱’
쉽게 이해하는 화학용어 4 #폴리머와 #모노머
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강철보다 강한 친환경 미래 플라스틱, ‘슈퍼 바이오 플라스틱’
2021. 6. 2. 11:07
일회용 플라스틱의 증가로 환경이 훼손되면서, 자연에서 분해되는 바이오 플라스틱에 대한 관심이 매우 높습니다. 하지만 바이오 플라스틱은 일반 범용 플라스틱처럼 열에 약하고 강도가 낮은 단점을 지니고 있습니다.
이에 높은 내열성을 지니면서도 강철보다 강도가 강한 슈퍼 바이오 플라스틱이 탄생했는데요. 오늘은 환경을 생각하면서도 뛰어난 기능과 성능으로 미래 플라스틱 소재로 떠오른 ‘슈퍼 바이오 플라스틱’에 대해 알아보도록 하겠습니다.
친환경 생분해성 플라스틱, #바이오 플라스틱이란?
바이오매스를 원료로 만들어지는 바이오 플라스틱은 자연에서 분해되는 생분해성 플라스틱으로, 지속가능한 친환경 소재로 주목받고 있지만 2020년 기준 전체 플라스틱 시장에서 바이오 플라스틱이 차지하는 비중은 210만톤 수준으로 0.5%에 불과합니다. 친환경적인 장점에도 불구하고 상대적으로 약한 기계적 물성과 높은 제조비용이라는 약점을 지니고 있기 때문입니다.
이에 생분해 가능하면서도 열에 강하고 강도도 높은 고성능 바이오 플라스틱에 대한 관심이 높아지고 있는데요, 최근 국내 연구진이 강철보다 강한 슈퍼 바이오 플라스틱 개발에 성공해 각 산업분야에서 기대를 모으고 있습니다.
고강도∙고내열성 #슈퍼 바이오 플라스틱의 등장
슈퍼 바이오 플라스틱으로 만든 공갈 젖꼭지와 모형(출처: 한국화학연구원)
지난 2019년 한국화학연구원은 식물성 성분인 ‘아이소솔바이드’를 이용한 고강도∙고내열성 투명 바이오 플라스틱을 개발했습니다. 식물성 성분으로 만들어 환경호르몬이 없으며, 무게당 강도는 69KN·m/kg으로 강철의 강도(63KN·m/kg)보다 높고 200℃ 이상의 고온을 견딜 수 있는 뛰어난 내구성을 지닌 것이 특징입니다.
바이오매스 기반 #슈퍼 엔지니어링 플라스틱
슈퍼 엔지니어링 플라스틱 자동차 부품 이미지(출처: princecorp.com)
슈퍼 바이오 플라스틱은 생분해성 바이오 플라스틱이 지니고 있는 낮은 내열성과 강도를 획기적으로 높인 ‘바이오매스 기반의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱’이라 설명할 수 있습니다.
‘엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastics)’은 금속을 대체할 수 있는 고성능 플라스틱으로, 강도와 탄성, 내열성이 큰 플라스틱입니다. 엔지니어링 플라스틱 중에서도 연속 사용가능 온도가 150 ℃ 이상인 고내열 엔지니어링 플라스틱을 ‘슈퍼 엔지니어링 플라스틱’이라 합니다.
슈퍼 바이오 플라스틱은 식물유래 자원을 원료로 만든 생분해성 플라스틱의 성질을 지닌 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로, 환경에 친화적인 고기능성 플라스틱 소재라고 할 수 있습니다.
슈퍼 바이오 플라스틱의 #활용
바이오 플라스틱 순환 경제 이미지(출처: bioplasticsnews.com)
슈퍼 바이오 플라스틱은 실제 OLED 투명기판을 만드는 화학공정에서 300℃가 넘는 고온을 견디어 전자제품이나 기계, 자동차 등의 부품소재로 사용될 수 있으며, 인공뼈와 임플란트 소재로 사용해도 될 만큼 독성이 매우 낮습니다. 또한 열에 녹여 가공할 수 있는 열가소성 수지로 열에 녹여 재활용할 수 있어 폐플라스틱 처리도 용이하다는 장점이 있습니다.
환경을 위해 생분해성 플라스틱의 중요성이 날로 증가하고 있는 가운데, 기능성을 높인 슈퍼 바이오 플라스틱의 등장으로 바이오 플라스틱 제품이 더욱 많아질 것으로 기대되고 있습니다. 한화솔루션도 현재 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 통해 자동차, 전자제품 소재로 사용가능한 친환경 엔지니어링 플라스틱과 바다 속에서도 분해가 가능한 폴리에스테르계 고분자 등을 연구개발하고 있습니다.
지속가능한 미래를 위해 친환경 고기능성 소재로 변신하고 있는 플라스틱의 변신에 더욱 많은 관심 주시기 바랍니다.
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