KAIST는 생명화학공학과 박오옥 교수팀과 롯데케미칼이 산학협력 연구를 통해 플라스틱 페트 소재를 대체할 수 있는 식물 기반 바이오 플라스틱을 수지를 개발했다고 11일 밝혔다.

이 기술은 식물 기반의 퓨란(furan)계 바이오 플라스틱을 고분자량으로 합성한 것으로 기존 페트 수지를 양산하는 생산 공정을 통해서 상업화가 가능할 것으로 기대된다.

퓨란계 바이오플라스틱은 식물에서 추출한 원료로 만든 플라스틱이다. 식물을 소재로 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 줄일 수 있고, 석유 기반의 플라스틱을 대체하기 때문에 자원도 절감할 수 있다. 또한 기체 차단성과 내열성이 좋아 기존 페트 소재가 사용되지 못했던 좀 더 넓은 분야에 사용 가능하다.

하지만 퓨란계 바이오플라스틱은 분자 구조가 유연하지 않아 깨지기 쉽고 결정화 속도가 느리기 때문에 원하는 모양을 얻기 어렵다는 것이 단점으로 지적된다.


연구팀은 문제 해결을 위해 육각환형의 고리 화합물을 공 단량체로 도입해 새로운 퓨란계 폴리에스터를 합성했다. 이 과정을 통해 유연성이 높아져 연성, 내충격성 등 기계적 물성이 개선됐고 결정화 속도도 빨라졌다.

이 새로운 퓨란계 폴리에스터의 결정화 속도 개선으로 인해 고상중합공정이 가능해졌다. 고상중합공정이 중요한 이유는 수지의 변색 없이 분자량을 단시간에 고분자량으로 올릴 수 있기 때문이다.

연구팀의 바이오플라스틱은 고분자량화에 성공해 상업적으로 활용할 수 있는 공정이 가능할 것으로 예상된다.

박 교수는 “이 기술은 병, 옷, 섬유, 필름 등 기존에 페트 소재가 사용되던 분야를 넘어 페트가 쓰이지 못했던 분야에도 적용 가능하다”며 “기존 페트보다 내열성과 기체 차단성이 높기 때문에 유리 용기를 일정 정도 대체할 수 있을 것이다”고 말했다.

이번 연구성과는 국제 학술지 ‘그린 케미스트리’ 10월 7일자 뒷 표지 논문으로 게재됐다.

대덕=구본혁기자 nbgkoo@sedaily.com