이산화탄소를 활용해 친환경 폴리우레탄 화장품 쿠션과 건축 단열재를 만드는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국화학연구원은 14일 조득희·김동우 박사팀이 기업 KPX케미칼㈜, ㈜폼웍스, 부산대, 인제대와 함께 한국전력공사 기술기획처 사외공모로 ‘이산화탄소를 함유한 친환경 폴리우레탄 소재를 개발했다고 밝혔다.
이번 연구에서 화학연은 온실가스인 이산화탄소를 활용해, 폴리우레탄 소재의 원료가 되는 기초 단량체 물질 ‘프로필렌 카보네이트’의 촉매 공정을 개발했다.
‘프로필렌 카보네이트’는 ‘폴리올’의 기초원료이며 폴리우레탄의 원료가 된다. 연구진은 ‘프로필렌 카보네이트’와 이를 원료로 한 ‘폴리올’을 파일롯 규모로 생산해 기업 ㈜폼웍스와 KPX케미칼㈜에 제공했다.
이를 바탕으로 ㈜폼웍스는 폴리우레탄의 부드러운 형태(연질폼)인 화장품 쿠션을, KPX케미칼㈜는 폴리우레탄의 딱딱한 형태(경질폼)인 건축 단열재 시제품을 각각 제조하는 데 성공했다.
‘프로필렌 카보네이트’는 폴리올의 원료 물질 외에도 활용 범위가 넓다. 인체에 무해해서 화장품의 유화제로 사용하거나 이차전지의 전해액 또는 극성용매로 사용할 수 있다.
한국화학연구원은 이산화탄소로부터 ‘프로필렌 카보네이트’ 합성에 필요한 고효율 촉매를 개발하고 파일럿 규모에서 물질 제조에 성공했다.
부산대는 ‘프로필렌 카보네이트’의 촉매 반응 메커니즘에 대한 연구를 화학(연)과 공동 수행했고, 인제대학교에서는 본 공정으로 만들어진 폴리올의 적용 확장성에 대해 연구했다.
또 연구진은 촉매를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 반응기를 구축했으며 현재 촉매의 반응성을 개선하기 위한 후속 연구를 진행하고 있다.
이번 연구 성과는 2016년부터 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 등 4편의 국제학술지에 게제됐고 3편의 특허가 출원됐으며 현재 관련 기업과 사업화를 논의하고 있다.
