전자기기용 고기능 바이오플라스틱의 개발

○ 석유나 세일 가스는 모두 다 고갈되어질 자원이므로, 재생 가능한 식물자원, 특히, 식량 문제와 관계되지 않는 셀룰로오스 등의 비식용 식물자원의 이용은 장래를 위한 중요한 과제이다. 현재 바이오플라스틱은, 식품용의 포장 용기나 시트, 섬유 등의 범용제품으로 이용이 확대되고 있고, 구미를 중심으로 100만 톤 이상이 이용된다.   ○ 이 기고는, 전자기기 등의 내구 제품용 고기능 바이오플라스틱으로서 특유 첨가제를 이용하여 내열성, 난연성 등의 실용성이나 신기능성인 형상 기억성, 고전열성 등을 부여시켰다. 이와 같이 새로운 특성을 실현한 폴리유산 복합재나 셀룰로오스의 천연 유상물을 원료로 한 새로운 셀룰로오스계 바이오플라스틱의 개발과 향후 전망에 대해 설명하였다.   ○ 폴리유산을 주체로 한 수산화알루미늄과 유기인계를 이용, 높은 식물성분율(유기성분 중 75 wt%이상)과 난연성 등이 우수한 폴리유산 복합재를 개발하였다. 또한, 웨어러블 기기 등에 적용키 위해 폴리유산 분자사슬에 열 가역 결합시켜 재 용융이 가능한 형상 기억성을 실현하였다.   ○ 캐슈넛 껍질로부터 추출된 유상주성분인 긴 사슬 첨가 페놀류인 카르다놀(cardanol)를 화학 변성하여 초산과 함께 셀룰로오스에 브러시상으로 결합시켰다. 종래의 셀룰로오스계 수지로는 어려웠던 강도, 내열성 등의 특성과 높은 식물성분율(70 wt% 이상)을 처음으로 양립시켰다. 또한, 2 단계의 불균일계 프로세스의 개발에 의해, 기존 균일계 프로세스에 비해 빈용매(알코올류)나 용매회수 공정이 필요 없게 되어, 합성 프로세스로서 에너지는 약 1/10로 저감 할 수 있었다.   ○ 구미, 일본 등은 온난화와 자원고갈 대책으로 비식용 식물자원인 셀룰로오스를 바이오플라스틱의 원료로 이용하기 위한 저비용의 실용화 개발에 집중하고 있다. 금후, 전자기기용으로 내구성, 난연성 등의 종래 기능에다 더한 새로운 기능인 열전도성이나 형상 기억성 등의 부가가치 연구개발을 위한 적극 검토가 필요하다. 최근에 충북대학교 산업협력단의 공개특허인 제10-2016-00917776호 “바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 제조방법”을 참조하기 바란다.