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출처: sciexaminer.com


플라스틱 소재는 다양하고 우수한 내구성 및 저렴한 가격으로 현대인의 풍요로운 일상생활과 산업발달에 크게 공헌하고 있습니다. 하지만 이러한 편리성을 강점으로 현대사회에서의 플라스틱 사용량이 기하급수적으로 늘어남에 따라 사용 후 발생하는 대량의 폐플라스틱은 심각한 환경 오염의 원인으로 대두되고 있습니다. 


이에 따라 전세계적으로 일회용 플라스틱 사용 규제 및 대체 소재에 대한 관심이 높아지고 있는데요, 이러한 친환경 소재에 대한 시장 니즈에 부합하면서도 편리하게 사용가능한 ‘생분해성 플라스틱’에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있습니다. 오늘은 자연으로 돌아가는 생분해성 플라스틱에 대해 알아보도록 하겠습니다.



#생분해성 플라스틱이란? 

출처: cambridgeconsultants.com


생분해성 플라스틱은 일정한 조건하에 박테리아, 조류, 곰팡이와 같은 미생물에 의해 생분해되는 플라스틱을 의미하는데요. 여기서 ‘생분해’란 완전히 소비되어 자연적인 부산물인 이산화탄소, 메탄, 물, 바이오매스 등만을 발생시키는 것이어야만 한다고 국제적으로 정의하고 있습니다. 


생분해 플라스틱은 사용 중에는 기계적 물성, 내구성, 가공성 등을 유지하는 동시에, 사용 후에는 생분해됨에 따라 기존 플라스틱의 이점과 환경오염 문제를 해결할 수 있는 장점이 있습니다.



생분해 플라스틱 #종류

출처: cambridgeconsultants.com


생분해성 플라스틱은 바이오매스 계열과 석유 계열 2가지로 나눌 수 있는데요. 바이오매스 계열의 생분해성 플라스틱으로는 옥수수와 같은 식물에서 얻은 전분을 유산 발효시킨 것을 중합해 합성한 ‘폴리유산(PLA, Polylactic acid)’이 있습니다. 석유 계열 생분해성 플라스틱에는 석유에서 유래한 지방족 폴리에스터 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)나 폴리부틸렌 아디페이트테레프탈레이트(PBAT) 등이 있습니다. 하지만 높은 가격 및 사용기한에 제한(6개월 이내) 등의 문제로 인해 기존 플라스틱을 완전히 대체하기에는 한계가 있습니다. 


그 외에 기존 플라스틱에 바이오매스, 산화생분해제, 상용화제, 생분해 촉진제를 첨가해 미생물과 효소 등의 복합적 작용에 분해가 촉진되어 완전 분해기간을 1~5년으로 단축하는 신개념의 ‘산화생분해성(oxo-biodegradable) 플라스틱’도 있습니다.



#복합재료 형태의 바이오플라스틱 

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생분해성 플라스틱은 기존 플라스틱에 비해 1)강도, 신장률 등 물리적 특성과 가공이 취약 2)유통기간 중 생분해 발생 방지를 위한 최종 생분해 기간의 연장 필요성 3)기존 제품 대체성 및 응용분야 확대 제한 4)기존 플라스틱 대비 높은 가격과 같은 한계점 때문에 내열성, 가공성, 내충격성을 보완한 ‘복합 형태의 바이오 플라스틱’이 개발 및 출시되고 있는데요.


기존 플라스틱과 바이오매스나 생분해성 플라스틱 소재를 결합해 물성을 개선한 것으로 볏짚, 밀짚, 옥수수 껍질 등 식물체와 전분 등을 기존 플라스틱, 생분해성 플라스틱과 혼합해 제조하는 ‘탄소 저감형 바이오플라스틱’등이 복합 형태의 바이오플라스틱으로 구분됩니다.



생분해성 플라스틱 #한화솔루션 


폴리에틸렌은 분자량이 크고 결정성을 가지고 있는 대표적인 비극성 고분자로, 미생물에 의한 생분해가 어려운 ‘난분해 플라스틱’입니다. 한화솔루션은 독자기술을 통해 미생물이 존재하는 퇴비화 매립조건에서 폴리에틸렌 복합소재 필름이 생분해가 진행되어 폴리에틸렌의 분자량 감소와 미세구조 분해현상을 확인했는데요. 생분해성 폴리에틸렌 복합소재가 개발되어 상용화된다면 현재 가장 많이 사용되고 있는 일회용 봉투와 식품용기, 농업용 필름과 식품용기, 어구/어망 용도 등의 플라스틱 제품을 대체해 쓰레기 문제를 효과적으로 개선할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 


더불어, 미세플라스틱으로 인한 해양 오염 문제가 심각해짐에 따라, 기존의 폴리에스테르계 고분자 제조 방법과 차별화된 제조기술 연구를 통해 땅 속뿐만 아니라 해수조건에서의 분해 성능이 뛰어난 폴리에스테르계 고분자 개발을 동시에 진행하고 있습니다. 


한화솔루션은 물성 및 경제성이 우수한 생분해성 플라스틱을 개발하여, 우리생활에 친환경 생분해 플라스틱의 사용을 확대하고 지구를 보호하는데 힘쓰고자 노력하고 있습니다. 앞으로도 한화솔루션의 지속가능한 미래를 위한 연구활동에 대해 많은 관심 부탁드립니다.



 

 

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Posted by 한화솔루션/케미칼

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