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출처: gbssmag.com


안녕하세요, 한화솔루션입니다. 지난 번 자연에서 100% 분해되는 생분해성 플라스틱에 대해 소개드리면서 잠시 바이오매스 계열의 플라스틱을 잠시 언급했었는데요. 오늘은 친환경 플라스틱 두 번째 이야기로 바이오매스 기반 플라스틱, 즉 바이오 베이스 플라스틱에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 



#바이오 베이스 플라스틱이란? 

출처: plastics connect


사탕수수, 옥수수, 나무, 볏짚 등 바이오매스를 원료로 한 성분과 석유를 기반으로 한 성분을 중합한 것을 ‘바이오 베이스 플라스틱’이라고 합니다. 바이오 베이스 플라스틱은 분해성 플라스틱과 다르게 분해가 되지는 않는데요. 하지만 바이오 유래 자원을 상당부분 사용하기 때문에 기존 석유계 플라스틱을 만드는 과정에서 발생하는 이산화탄소 발생량이 상대적으로 적어 친환경적이라는 장점을 지니고 있습니다. 



#바이오매스란?

출처: European Commission


바이오매스는 대기, 물, 토양, 태양 등 자연조건에서 광합성을 통해 형성된 유기물을 의미하는데요. 일반적으로 대기중의 이산화탄소가 광합성에 의해 고정된 사탕수수, 옥수수, 임산물 등 식물자원, 미생물 대사산물, 클로렐라(chlorella), 스피룰리나(spirurina) 등 미생물 및 해조류가 포함됩니다. 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유의 전체 매장량과 비슷한 수준으로, 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없어 무한자원으로 분류되기도 합니다. 



#중합형 VS 결합형 바이오 베이스 플라스틱

출처: amcor


바이오 베이스 플라스틱은 사탕수수, 전분, 해조류 등의 식물체 바이오매스에서 당화과정을 거쳐 단량체를 생산하고 이 단량체를 중합하는 방식의 ‘중합형 바이오 베이스 플라스틱’과 생분해 플라스틱 또는 식물체 바이오매스를 기존 난분해성 플라스틱을 결합시키는 ‘결합형 바이오 베이스 플라스틱’이 있습니다. 


결합형은 사탕수수, 소맥피, 왕겨 등의 식물체를 갈아서 분말 형태 그대로 다른 고분자와 화학적 결합을 시키는 것이며. 중합형은 식물체를 완전히, 단량체까지 분해해서 중합하는 것입니다. 이를 통해 분자량이 커진 바이오 플라스틱은 결합형보다 물성이 훨씬 좋지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 



바이오 베이스 플라스틱 #적용분야

 

바이오 베이스 플라스틱은 Bio-PE, Bio-PP, Bio-PVC, Bio-PET, Bio-Nylon 등이 있는데요. 석유화학 유래 원료가 아닌 사탕수수, 옥수수 등 식물체 바이오매스를 일부 또는 전부를 적용하고 있습니다. 이 제품들의 특징은 분해기간이 정해져 있지 않아 ‘난분해 플라스틱’으로 분류됩니다. 


바이오 베이스 플라스틱은 석유계 플라스틱에 비해 내충격성, 내열성, 성형성 등이 떨어져 식품용기나 포장재 등 몇몇 제품에만 제한적으로 사용됐지만, 연구가 거듭되면서 물성이 개량됨에 따라 자동차, 건축 내장재, 포장재, 식품용기, 생활용품, 사무기기 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 



바이오 페트 #플랜트 보틀

출처: beverage daily


코카콜라는 2009년 Bio PET 음료수병인 ‘플랜트 보틀(Plant Bottle)’을 선보인 바 있는데요. 사탕수수에서추출한 바이오매스 유래 원료인 MEG(mono-ethylene glycol)가 30%, PTA(purified terephthalic acid) 70%로 혼합된 바이오 베이스 플라스틱병입니다. 


코카콜라에 따르면 플랜트보틀 출시로 16만 배럴의 석유를 덜 사용한 것과 같은 효과를 냈으며, 6만 3025톤의 이산화탄소 배출을 감소시켜 자동차 1만 2천여대가 운행하지 않은 것과 같은 효과를 보였다고 합니다. 



바이오 베이스 플라스틱과 #탄소중립

출처: arlingtoncommunitychurchucc.org


현재 우리는 환경오염으로 인한 기후변화로 인해 또 다른 위협에 처해 있는데요. 이를 위해 전 세계적으로 온실가스 배출량 감축을 위해 다각도로 노력하고 있습니다. 그 노력 중 하나가 바로 ‘탄소중립(Carbon neutral)’인데요. 탄소중립이란 이산화탄소를 배출한 만큼 흡수하는 대책을 세워 실질적인 배출량을 “0”으로 만드는 것으로, 바이오 베이스 플라스틱은 바이오매스를 일부 또는 전부 적용해 이산화탄소 저감을 통한 지구 온난화 방지에 초첨을 두고 있습니다. 


한화솔루션은 현재 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 활발하게 진행하고 있는데요. 섬유소재, 포장재 뿐만 아니라 자동차, 전자제품 소재로 사용할 수 있는 엔지니어링 플라스틱을 개발하고 있습니다. 기존의 플라스틱이 생활의 편리함에 초점을 맞췄다면, 이제 화학은 지구 환경을 위해 발전되고 있습니다. 앞으로도 한화솔루션의 지속가능한 미래를 위한 연구활동에 대해 많은 관심 부탁드립니다.



 

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Posted by 한화솔루션/케미칼

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