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바이오매스 유래 화합물을 원료로 하는 아크릴수지 및 폴리카보네이트의 개발

전문가 제언: ○ 지속가능한 자원순환형 사회구축 등의 관점에서 바이오매스 활용이 요구되고 있다. 고분자 대체 재료로서 적용범위를 확대하려면 기존 바이오플라스틱과 다른 특성을 가진 바이오플라스틱이 필요하다.

○ TOYOTA가 개발한 신규 바이오플라스틱은 내열성이 높은 투명재료의 수지 글라스로서 이용이 기대된다. 예를 들면, 투명수지인 석유유래 PC는 자동차의 파노라마 루프(panorama roof) 등에 적용이 진행되고 있다. 이 글에서는 TOYOTA가 개발한 투명 바이오플라스틱인 피루빈산을 원료로 하는 바이오매스 유래 아크릴수지, 이소시아네이트를 원료로 하는 바이오 PC에 관해서 소개하였다.

○ 피루빈산을 원료로 한 바이오아크릴수지는 그 공중합의 최적조성(곁사슬 구조 및 석유유래 MMA와의 공중합)을 설계하였다. 이들 공중합체를 사출성형에 의한 시험편을 제작하여 석유유래 PMMA와 각종 특성을 비교하였다. 바이오아크릴수지는 파단신장과 내충격성이 PMMA보다 약간 낮지만, 투명성을 포함하여 PMMA와 거의 동등한 특성을 보여주었다. 이소소르비드와 비스페놀 A의 공중합비를 적절하게 설계함으로써 높은 내열성과 강도 및 탄성률이 석유 PC의 약 1.5배인 바이오 PC를 얻었다.

○ 현재 석유를 대체하는 옥수수와 같은 재생 가능한 식물성 원료로부터 얻어지는 포도당을 사용하여 DuPont사에서 Sorona라는 폴리프로필렌 테레프탈레이트의 상품명으로 의복 섬유 등을 만들고 있다. J. Appl. Polym. Sci. 127: 530-534, 2013에서는 공중합용 단량체의 조성비 변경에 의해서 이소소르비드와 폴리카보네이트 공중합체의 투명하고 유연한 성형 시트를 소개하고 있다.

○ 국내의 업체들은 폴리유산(PLA) 위주로 상업화 연구개발을 하고 있다. 현대자동차에서는 자동차의 내장 소재용 친환경소재인 PLA의 열 안정성을 확보하기 위한 결정화도가 높은 PLA 소재의 제조방법에 대한 특허를 출원하였다(공개번호 10-2013-0008104). 또한, 한국화학연구원은 PLA의 모노머 합성 및 정제공정의 파일럿플랜트 단계의 연구를 진행하고 있다.

저자: Makoto MOURI
자료유형: 학술정보