화학연 '바이오 폴리카보네이트' 국산화…日 독점 깬다

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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