[비건뉴스=권광원 기자] 국내 연구진이 저독성 용매에 잘 녹는 열경화 플라스틱 소재를 개발했다. 

한국화학연구원 김진철‧정지은‧유지홍 박사 연구팀은 4일 녹지 않아 재활용이 불가능해 플라스틱 폐기물 문제의 주범이 되고 있는 ‘열경화 플라스틱’을 촉매의 도움 없이도 특정 저독성 용매에 녹는 소재로 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 개발한 열경화성 고분자 소재의 구조를 변경해 기계적 물성을 달리하는 후속 연구를 진행 중이며, 이를 통해 향후 열경화성 플라스틱의 폐기물 저감에 더욱 기여할 것으로 기대된다.

이번에 개발된 소재는 이온 전도성을 가지는 고분자 구조로써, 고체전해질 지지체 등의 차세대 에너지 소자 분야에도 응용할 수 있을 것으로 전망된다.

열경화 플라스틱은 한 번 모양을 만들고 나면 더 이상 형태를 바꿀 수 없는 특성을 가진다. 따라서 휴대폰, 건축자재, 자동차 등 다양한 분야의 주요 재료로 사용되고 있다. 하지만 동시에 잘 녹지 않아 재활용이 어려워 환경을 오염시키는 중요한 요인 중의 하나다.

특히 열경화 플라스틱과 같은 매우 단단한 성질의 소재를 녹이기 위해서는 강하고 독하며 인체에 해로운 유기용매 및 유기 주석 화합물 기반 촉매가 필요한 경우가 많아, 재활용 공정 중 2차 환경 오염 가능성이 있다.

또 녹인 열경화 플라스틱을 다시 제품화해 재활용하기 위해서는 공정상에서 발생하는 부산물을 제거하고 반응에 필요한 단량체들을 추가로 첨가해야 하기 때문에 추가적인 공정 및 원재료 소모가 수반된다.

이에 해당 연구팀은 열경화성 고분자 네트워크에 열, 빛 등의 자극이 가해지면 결합이 깨지거나 주변의 다른 결합과 교환될 수 있는 화학 결합 방식인 ‘동적 공유결합’ 구조를 도입, 인체유해성이 적은 용매로 추가 원재료 소모없이 재성형, 재활용이 가능한 새로운 폴리우레탄 고분자 플라스틱 소재를 개발했다.

폴리우레탄은 대표적인 열경화성 고분자 중 하나로, 연구팀은 ‘리포산’과 ‘폴리에틸렌이민’을 활용한 열경화성 폴리우레탄 합성에 성공했다.

이영국 화학연 원장은 ”연구팀 개발 기술은 재활용이 어려운 열경화 플라스틱을 인체유해성이 적은 용매를 이용해 저온, 무촉매 조건에서 재활용하는 기술로, 후속 연구를 통해 탄소 저감 및 화학 소재 재자원화에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 과학기술 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤드 인터페이시스 (ACS Applied Materials & Interfaces) 1월호 논문으로 게재됐다.