한국화학연구원은 환경자원연구센터 신지훈 박사 연구팀이 친환경 생분해성 플라스틱 고분자로 주목받는 폴리락타이드(PLA)의 깨지기 쉽다는 단점을 보완할 자연유래 가소제 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.
이번 기술 개발을 통해 탄소배출 없이 더욱 잘 분해되고 유연하며, 다양한 활용도를 가진 생분해 플라스틱을 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
분해가 되지 않는 일반 일회용 플라스틱의 대체재인 생분해성 플라스틱 중 ’PLA‘는 가장 많이 생산돼 안정적으로 산업화를 진행한 소재다.
인체에 해가 없는 PLA는 사용 후 일정 조건에서 완전분해 가능한 친환경 소재로, 2025년까지 약 7조원, 약 150만 톤 이상 규모로 매년 20~30%씩 PLA 시장이 성장할 것으로 예상된다.
하지만 PLA 가공 시 딱딱하고 부서지거나 찢어지기 쉬운 단점을 보완하기 위해서 주로 석유화학 기반원료인 가소제를 사용한다. 이는 분해되지 않는 가소제로 인해 탄소를 배출하게 되는 결과를 낳았다.
연구팀은 PLA 중합 시 기존에 활용되는 단량체인 락타이드를 활용해,PLA와 잘 섞일 수 있는 락타이드 올리고머를 무(無)용매 친환경 제조공정을 이용하여 합성했고, 이를 통해 최초의 생분해되는 PLA 가소제를 개발했다.
가소제로 개발된 ’락타이드 올리고머‘는 PLA와 거의 유사한 투명성을 보여줬으며 28일간 78% 수준의 자연분해 성능을 입증했다.
또 늘어나는 성질인 연신율을 기존 대비 최대 7배까지 늘려 PLA의 유연성을 확보했고 고(高)유연 상태에서 고무와 같이 늘어났다 줄어드는 특성인 점탄성을 플라스틱에 부여할 수 있는 매우 이례적인 현상을 발견했다.
이미혜 원장은 “이번 성과를 통해 탄소 중립 사회로의 도달을 위해 필요한 친환경 생분해성 플라스틱 PLA 가소제 제조 및 유연화 핵심 기술을 확보해 향후 PLA 사업화에 관심이 있는 기업과의 상용화 및 제품화에도 기대한다”고 밝혔다.