플라스틱 원료인 폴리올레핀을 중합하는데 사용될 수 있는 카빈-팔라듐 촉매의 설명그림. /자료제공=GIST플라스틱 원재료인 기능성 폴리올레핀을 합성할 수 있는 신규 촉매가 국내에서 개발됐다. 이는 비닐 포장재부터 통신케이블까지 다양한 용도의 플라스틱 제조에 적용될 수 있다.
광주과학기술원(GIST)는 본원 홍석원 화학과 교수팀이 카빈-팔라듐 촉매를 이용해 기존 촉매로는 볼 수 없었던 선형의 높은 분자량을 가진 고분자를 합성하는데 성공했다고 11일 밝혔다. 아울러 이를 통해 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 합성할 수 있었다고 설명했다.
폴리올레핀은 화학적 안정성과 기계적 물성, 경량성, 투명성의 특징을 보이는 범용 고분자다. 이번 촉매를 통해 폴리올레핀에선 볼 수 없었던 접착성, 혼화성, 도색의 특성도 갖는 기능성 폴리오레핀을 합성할 수 있었다. 여기에 적용하기 위해 개발된 촉매는 카빈 리간드와 팔라듐 전이금속으로 구성됐다. 해당 촉매는 높은 전자 밀도와 삼중 고리형의 단단한 구조를 가져 고분자 반응시 촉매의 활성도와 열적 안정성을 높일 수 있었다. 특히 기능성 폴리올레핀 중합시 기존 촉매보다 최대 6배의 극성 작용기 함량을 갖는 기능성 폴리올레핀이 합성됐다.
홍 교수는 “고분자 합성이 가능하다는 것을 확인했다는 점에서 그 의의가 크다”며 “향후 고분자 중합용 촉매 개발을 위한 신규 리간드 디자인에 중요한 방향을 제시하여 더 높은 성능의 촉매가 개발될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구는 지난 13일 미국화학회 발간 국제학술지인 ‘ASC Catalysis’온라인판에 게재됐다. 연구 지원은 LG화학, 과학기술정보통신부 기후변화대응기술개발사업을 통해 이뤄졌다.
