화학연 '바이오 폴리카보네이트' 국산화…日 독점 깬다

한국화학연구원이 일본에서 독점하고 있는 친환경 바이오 플라스틱 소재를 국산화했다. 연간 500만톤 규모에 이르는 국내 시장에서 일본산 제품을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

한국화학연구원은 황성연 울산 바이오화학연구센터장과 박제영·오동엽 박사팀이 일본 미쓰비시케미컬에서 독점 생산하고 있는 '바이오 폴리카보네이트'를 국산화했다고 15일 밝혔다.

화학연이 개발한 바이오 폴리카보네이트 대면적 필름
화학연이 개발한 바이오 폴리카보네이트 대면적 필름

바이오 폴리카보네이트는 기존 폴리카보네이트를 대체할 수 있어 잠재성이 뛰어난 소재다. 기존 폴리카보네이트는 환경호르몬 유발 물질인 '비스페놀A(BPA)'를 포함해 안정성 문제가 있다.

다만 상용화가 쉽지 않다. 식물에서 추출한 '아이소소바이드'가 기반인데, 기존 폴리카보네이트 수준으로 투명성·강도 등 특성을 구현하기 어려웠다. 일본 미쓰비시 케미컬이 유일하게 상용화에 성공했다.

연구팀은 아이소소바이드에 나노셀룰로오스를 섞는 방법으로 소재 국산화는 물론이고 성능까지 극대화 했다. 나노셀룰로오소는 콘크리트 내 철근처럼 소재 안에서 보강재 역할을 한다.

개발 소재는 기존 바이오플라스틱 한계점이던 강도와 투명도 특성이 크게 개선됐다. 잡아당기는 힘을 견디는 인장강도가 93메가파스칼(㎫)에 달한다. 기존 폴리카보네이트 인장강도는 55~75㎫, 일본 바이오 폴리카보네이트 인장강도는 64~79㎫다.

화학연의 바이오 폴리카보네이트 개발 내용이 표지논문으로 실린 영국왕립화학회 그린케미스트리 10월호
화학연의 바이오 폴리카보네이트 개발 내용이 표지논문으로 실린 영국왕립화학회 그린케미스트리 10월호

투명도를 나타내는 투과율도 93%다. 기존 폴리카보네이트 투과율은 90%, 일본 바이오 폴리카보네이트 수치는 87%다.

기존 폴리카보네이트와 달리 변색 원인이 되는 '벤젠고리'가 없어 장기간 자외선 노출에도 제 색깔을 유지한다. 독성 수치도 1을 기록했다. 최대 수치는 5로, 0에 가까울수록 안전하다.

연구팀은 이 소재를 자동차 선루프와 헤드램프, 고속도로 투명 방음시설, 전자기기 외장재 등에 사용할 수 있다고 설명했다.

황성연 센터장은 “국민이 안심하고 쓸 수 있는 바이오 플라스틱을 국내 독자기술로 개발하겠다”며 “현재 스케일업 테스트를 거치는 중으로 상용화 업체도 찾고 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com