화학연, 질기고 완전 생분해되는 비닐봉지 개발

‘목재·게 껍데기 성분 첨가’대장균도 90％ 사멸  

국내의 한 연구팀이 질기고 땅속에서 생분해되는 비닐봉지 기술을 개발해 주목되고 있다. 한국화학연구원(화학연) 오동엽·황성연·박제영 박사는 바이오 플라스틱 기반 생분해성 고강도 비닐봉지를 개발했다고 밝혔다.

화학연에 따르면 이 비닐봉지는 자체 간이실험 결과 땅속에서 6개월 이내에 100％ 분해되는 것으로 확인됐다.

바이오 플라스틱은 사탕수수·옥수수·나무·볏짚 등으로 생성된 바이오매스 기반 단량체(단위분자)와 석유 부산물 기반 단량체를 중합해 만든다.그러나 지하에서 생분해되지만, 인장강도가 약해 쉽게 찢어지는 한계가 있었다.

이에 연구진은 목재펄프와 게 껍데기에서 추출한 보강재를 첨가하는 방법으로 잘 찢어지는 한계를 극복했다.목재펄프와 게 껍데기에서 각각 셀룰로스와 키토산을 추출해 화학처리 한 후 고압 조건에서 잘게 쪼갰다.

나노 섬유가 분산된 수용액을 바이오 플라스틱 제조 시 함께 넣어 기계적 물성을 극대화했다. 이렇게 만든 새 비닐봉지 인장강도는 65∼70㎫(메가파스칼) 정도다.

흔히 쓰는 석유계 플라스틱인 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE) 인장강도가 40㎫ 정도인 것을 고려하면 훨씬 더 질긴 수준이다.

잘 안 찢어지는 플라스틱의 대명사로, 낙하산이나 안전벨트 소재로 쓰이는 나일론과 유사하다.

별도의 항균처리 없이 자체적으로 식품 부패를 방지하는 항균 능력도 갖췄다. 게 껍데기의 키토산 덕분이다.

대장균에 노출한 후 48시간을 지켜보는 실험 결과 바이오 플라스틱 필름 대장균은 90％ 사멸했지만, PP와 PE 필름의 것은 거의 죽지 않았다. 

황성연 바이오화학연구센터장은 “가까운 미래에 대형마트에서 쓰는 비닐봉지, 과일을 포장하는 비닐 롤백, 커피음료 빨대를 이번에 개발한 친환경 소재로 바꾸고 싶다”고 말했다.

관련 기술논문은 ‘카보하이드레이트 폴리머'(Carbohydrate Polymers) 등 3편의 외국 저널에 실렸다. 국내 특허도 2건 등록했다.

오동엽 박사는 “최근 불거진 국내 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하는 데 이바지할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

한편 이 연구는 한국화학연구원·울산광역시 기술협력 사업으로 수행됐다.

디지털 뉴스팀=skcy21@newsportal.kr