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열분해에 의한 폴리-L-젖산의 선택적 중합

전문가 제언: ○ 현재 유통되는 폴리젖산은 거의가 폴리-L-젖산으로서 원료인 L-젖산은 전분을 원료로 L-젖산균이라는 미생물의 발효로 생산된다. 따라서 화석자원을 이용하지 않는 지속성을 가진 플라스틱으로 불린다. 폴리-L-젖산은 폴리스티렌과 유사한 성질을 가지나 유리전이온도가 낮고 결정화도 낮아서 열에 의한 변형이 된다는 문제가 있어 이를 개선하기 위한 시도가 다양하게 연구 상업화되고 있다.

○ 순환 사회를 실현하는 소재로서 생분해성 플라스틱인 폴리젖산은 원료인 젖산을 발효, 농축, 정제한 후에 젖산올리고머와 폴리젖산의 직접원료인 락티드를 경유하여 합성된다. 폴리젖산의 생산에는 이와 같이 긴 합성프로세스가 요구되며 고품질의 폴리젖산을 얻기 위해서는 광학순도가 높은 락티드가 요구된다. 반면에 생분해성 플라스틱으로 알려진 폴리젖산은 쉽게 분해되므로 사용이 끝난 후에 반응조건을 적절히 제어하면 고 순도의 젖산이나 락티드를 얻어 리사이클 할 수 있다.

○ 필자 등은 폴리젖산을 열분해하여 광학순도가 높은 락티드를 얻는 방법을 확립하고 이 방법을 실용화하면 폴리젖산 제품을 락티드 원료로 사용할 수 있고 식물 전분으로부터 젖산을 경유하여 폴리젖산을 만드는 것 보다는 훨씬 쉽게 제조할 수 있다고 보고한 것이다. 폴리-L-젖산은 다른 플라스틱에 비하여 아주 낮은 에너지로 모노머분자로 환원 분해되는데, 이 사실은 사용 후 회수시스템이 완전히 정비되면 투입에너지를 억제하면서 쉽게 분자모노머를 재생산할 수 있다는 것을 의미한다.

○ 석유합성 플라스틱 용기가 환경오염의 주범으로 지목 받는 반면 국내에서도 식품제조업체를 중심으로 생분해성 플라스틱인 폴리젖산 사용이 확산되며 미래의 대체 플라스틱으로써 플라스틱 용기 시장에 진입하고 있다. 폴리젖산의 사용 증가에 따라 발생되는 폐플라스틱의 처리 방법으로 본고의 열분해방법을 이용하면 고순도의 모노머로 환원하여 재생할 수 있으므로 유망한 방법으로 기대되며 관계분야의 유용한 참고자료가 될 것으로 믿는다.

저자: Yoshihito SHIRAI, Haruo NISHIDA
자료유형: 학술정보