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고무의 가황 제거방법

전문가 제언: ○ 최근 고무의 산업적 이용은 차량용 타이어를 필두로 하여 그 사용량이 매년 증가함과 함께 폐기되는 양도 지속적으로 증가됨에 따라 그 처리문제가 세계적인 관심사로 부각되고 있다. 지금까지 가황고무 폐기물의 주된 처리방법은 매립, 소각방법이 이용되었다. 이러한 처리방법은 2차적인 대기오염 및 수질오염 등이 발생됨에 따라 최근에는 재활용 기술 및 유효한 화학원료 회수기술의 개발이 활발히 진행되고 있다.

○ 이 발명(WO 2009/021715 A2)은 고무의 물리적 성질을 손상시키지 않으면서 폐타이어와 같은 가황고무 폐기물을 초임계 유체를 이용하여 재생할 수 있는 탈황방법을 제공한다. 초임계 유체는 가황고무에 대한 탁월한 용매기능을 가지며 고무의 3차원 망상구조로 침투하여 고무를 팽윤시켜 가황고무 표면층의 화학적 가교를 파괴 및 탈황함으로서 신속하면서도 환경에 무해한 탈황방법을 제공한다. 탈황 처리된 고무는 생고무(virgin rubber) 매트릭스와 혼합하여 재사용하여도 생고무가 가진 인열강도 등 물리적 성질을 그대로 유지시키는 것이 가능하다.

○ 초임계유체의 이용기술은 고온, 고압상태를 유지해야 되기 때문에 운전비용이 높다는 인식이 크지만 실제의 반응 프로세스의 유효성을 적극적으로 활용할 필요가 있다. 초임계 유체 기술은 초임계 유체의 강력한 용해력, 신속한 열 및 물질이동, 저점도, 높은 확산계수로 인한 미세기공으로의 빠른 침투성 등과 같은 장점을 활용함으로서 기존 공정에서의 순도 및 품질저하, 저 에너지효율, 환경부하 등과 같은 기술적 문제의 해결은 물론 난분해성의 고무 등과 같은 폐기 고분자 물질의 분해, 재활용 기술로서의 응용 가능성이 매우 크다.

○ 우리나라와 같이 자원이 부족한 국가의 입장에서는 타이어 등에 사용되는 SBR 등을 리사이클링 하는 기술의 개발이 매우 중요한 과제이지만 고무의 초임계 유체에 의한 분해, 회수에 대한 연구가 아직 체계화되지 못하고 있는 실정이다. 특히 초임계 유체에 의한 고무의 분해, 회수에 있어서 반응의 제어에 필요한 메커니즘, 고온상태에서의 구조, 물성, 반응의 상관관계 해명 등이 향후 초임계 유체의 응용발전에 주요한 관건이라 할 수 있다.

저자: DSM IP Assets B.V., Rubber-Regen Llp.
자료유형: 특허정보