화학硏, 日 독점 '바이오 폴리카보네이트' 국산화 시동

환경호르몬 유발 물질 포함 '석유 폴리카보네이트' 대체 가능

한국화학연구원의 바이오 폴리카보네이트 개발 논문이 영국왕립화학회 그린케미스트리 10월호 표지논문에 선정됐다.

[아시아경제 김철현 기자] 국내 연구진이 일본이 독점하고 있는 '바이오 폴리카보네이트'를 개발하고, 국산화에 시동을 걸었다. 바이오 폴리카보네이트는 환경호르몬 유발 물질인 비스페놀A(BPA)가 포함된 폴리카보네이트를 대체할 수 있는 친환경 바이오 플라스틱으로 현재 상용화에 성공한 건 일본의 미쓰비시케미컬이 유일하다. 이번 성과는 영국왕립화학회의 '그린케미스트리' 10월호 표지논문과 2019년 주목할 논문에 동시에 선정됐다.

한국화학연구원은 울산 바이오화학연구센터 박제영·오동엽·황성연 박사 연구팀이 식물성 성분인 '아이소소바이드'와 '나노셀룰로오스'를 이용해 바이오 폴리카보네이트를 개발했다고 15일 밝혔다. 연구진은 유사한 화합물끼리 서로 잘 섞이는 원리를 적용했다. 즉 물에 잘 섞이는 '친수성'을 지닌 아이소소바이드와 나노셀룰로오스를 섞은 것이다.

우선 나노셀룰로오스를 아이소소바이드 액상에 미리 분산시킨 후, 나노 복합체 플라스틱 중합 과정을 진행했다. 콘크리트의 철근처럼 보강재 역할을 하는 나노셀룰로오스의 분산도를 극대화했다. 박제영 박사는 "바이오플라스틱은 물성이 떨어지고 가격이 비싸다는 편견을 깨고 싶었다"면서 "식물성 원료 간의 시너지를 극대화해 석유 플라스틱보다 우수한 플라스틱을 개발했다"고 설명했다.

그 결과 바이오플라스틱의 한계점으로 지적됐던 강도와 투명도 등 플라스틱의 특성이 크게 개선됐다. 이번에 개발된 바이오 폴리카보네이트의 인장강도는 93MPa(메가파스칼)로, 현존하는 석유 및 바이오 폴리카보네이트를 통틀어 가장 높은 수치를 기록했다. 또한 플라스틱의 투명도를 나타내는 투과율도 93%을 기록했다.

현재 생산량 기준 석유 폴리카보네이트 시장규모는 연간 500만톤 규모이며 미쓰비시케미컬의 연간 바이오 폴리카보네이트 생산능력은 2만톤 수준이다. 아직 바이오 폴리카보네이트 시장이 걸음마 단계이지만 이번 성과가 상용화로 이어지면 향후 바이오플라스틱 시장을 선점하는 데 도움이 될 것으로 전망된다.

황성연 한국화학연구원 바이오화학연구센터장은 "폐플라스틱 문제, 케모포비아 현상 등으로 플라스틱에 대한 불안감이 확산되고 있다"면서 "하지만 플라스틱은 일상생활에 없어서는 안 되는 소재인 만큼 국민들이 안심하고 쓸 수 있는 바이오플라스틱을 국내 독자기술로 개발하겠다"고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr