화공생명공학과 박제영 교수 연구팀이 한국화학연구원, 경희대, 충남대 공동 연구팀과 비닐 용도로 적합한 튼튼한 생분해성 플라스틱 소재를 개발하였다.

 

코로나 바이러스 팬더믹이 불러온 일회용 플라스틱의 규제 완화는 다시 폐플라스틱 쓰레기 문제를 심각하게 불러 일으키고 있다. 전세계적으로도 사회적 문제가 되는 폐플라스틱들은 소각으로 인한 공기오염, 매립으로 인한 토양오염, 침출에 의한 해양오염을 야기하여 팬더믹과 함께 지속가능한 사회의 골칫거리이다.

 

 

▲ 나노셀룰로오스가 첨가된 생분해성 플라스틱 제조 전략 및 블로운 필름의 생분해 결과.

 

연구팀에서는 대표적 비닐용도로 사용하는 생분해성 플라스틱인 폴리(부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트) (PBAT) 소재와 나노셀룰로오스 천연물 소재를 활용하여 나노복합체를 in situ 중합법으로 제작하였다. 나노소재는 복합체 무게 대비 2000분의 1 함량만으로 첨가되어 PBAT가 달성할 수 있는 기계적 물성의 최고치인 71 MPa의 인장강도, 1020%의 신율을 달성하였다.

 

제조한 플라스틱은 상업화 과정에서 꼭 필요한 블로운 압출 방식의 필름 제조 가공성(processability)이 기존 대비 더 뛰어났고, 찢어짐에 저항하는 물성의 척도인 인열 인성(tear toughness)이 22% 향상되었다. 또한, 퇴비화 조건에 완전히 생분해 됨으로써 향후 성장하는 생분해성 플라스틱 시장에 적용 가능한 기술로 완성도를 높였다.

 

 

▲ ACS Applied Polymer Materials 논문 23년 1월호 전면 표지 선정.

 

본 연구는 ACS Applied Polymer Materials에 ‘Enhanced Mechanical Properties of Poly(butylene adipate-co-terephthalate)/Cellulose Nanocrystal Nanocomposites Obtained by In Situ Polymerization’ 제목으로 게재 되었고, 중요성을 인정받아 1월호 전면 표지에 선정되었다 (주요 저자: 박제영(서강대), 황성연(경희대), 구준모(충남대), 오동엽, 전현열(화학연)). 또한 관련된 특허 기술은 SKC에 기술이전되어 상용화 단계에 있다.

 

-연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/jyp-plastic-research/

 

-논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsapm.2c01694