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발포폴리스티렌(expanded polystyrene, EPS)*이 전세계적으로 포장재료 및 절연물질(insulation material)로 널리 이용되고 있지만, 이들에서 발생하는 쓰레기 문제로 골머리를 앓고 있다. 이를 해결하고자 핀란드 VTT 기술연구소(VTT Technical Research Centre of Finland)의 연구자들이 유기 재료인 PLA 바이폴리머(PLA bioplastic)로부터 폴리스티렌(polystyrene)을 만드는 환경친화적인 기술을 개발했다. 

발포폴리스티렌의 연생산량은 5~6백만 톤 정도이다. 일반적으로 이 비생분해성 재료 물질은 결국 쓰레기가 되고 불태워져 인간의 인간의 건강에 해로운 화합물질이 되고 만다. PLA(polylactide)는 락틱산(lactic acid)을 통해 만들어진 재생 가능한 바이오 플라스틱이다. 핀란드 VTT 연구센터의 연구자들은 일반적인 발포폴리스티렌 제조 과정을 통해 절연 시트와 같은 물질로 변환될 수 있는 비드(bead)를 만들고자 바이오 플라스틱을 제조하는 방법에 관심을 가지고 있었다. 

포밍(forming)에 의해 바이오 플라스틱이 팽창하는 것은 이산화탄소를 이용해 주변 환경을 고려하여 수행된다. 이렇게 만들어진 새로운 바이오 재료 물질은 폴리스티렌이 지닌 밀도, 열전연성(heat insulation)과 유사한 특성을 지닌다. 핀란드 VTT 연구센터의 연구자들은 이 연구를 실험실 스케일에서의 실험에서 벗어나 실제 산업에 이용할 수 있을 정도의 규모로 수행하고자 한다. 따라서 이러한 수준에서 연구협력을 위해 연구자들은 새로운 파트너를 찾고 있는 중이다. 

PLA 재료물질은 이미 존재하는 폴리스티렌과 그 속성이 유사하지만 이들의 높은 가격이 항상 문제였다. 관련 분야에 있는 다른 회사들과의 연구 협력을 통해 VTT 연구센터의 연구자들은 이용할 수 있을만한 제품을 만들기 위해 보다 효과적인 방법을 연구 중이다. 연구자들은 또한 여행이나 포장 등의 응용분야에 이용되고 있는 폴리스티렌을 대체하기 위해 포밍(forming)을 통한 PLA 물성 연구에 보다 박차를 가하고 있다. 

핀란드에서는 현재 매년 70만 톤의 의복과 가정용품 직물을 매년 소비하고 있다. 추정에 의하면 이 중 약 30%가 재사용되며 약 14% 정도는 재사용을 위한 공정 과정에 다시 이용된다고 한다(Dahlbo et al. in journal Ympäristö ja Terveys 7:2013, 44). 헬싱키 도심 주변에서 이용되는 직물과 의복의 양은 2007년에서 2012년 사이의 기간에 14% 증가했다는 보고가 있다(Helsinki Region Environmental Services Authority HSY waste sorting study, 2012). 폴리스티렌을 대체하기 위해 포밍(forming)을 통한 PLA 물성 연구는 이러한 상황에서 반드시 필요한 것으로 보인다.

그림: 발포폴리스티렌(expanded polystyrene, EPS)의 모습

발포폴리스티렌(expanded polystyrene, EPS)*: 폴리스타이렌을 발포제의 작용으로 팽창시킨 것으로 거품폴리스타이렌•스타이로폼(styrofoam)•발포스타이렌•스타이로폴 등 여러 이름으로 불리며, 영문 머리글자를 따서 EPS로 약칭하기도 한다. 희고 가벼우며, 내수성•단열성•방음성•완충성 등이 우수하여 널리 사용된다.


KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2014-12-05





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