혁신가들은 지속 가능한 폴리머를 찾기 위해 경쟁합니다.

재료 과학의 한 분야인 폴리머 혁신은 우리가 매일 사용하는 많은 제품과 기술 개발에 중요한 역할을 해왔습니다. 그러나 최근 환경 보호를 위한 전 세계적 노력으로 인해 고분자 재료, 즉 플라스틱이 주목을 받고 있습니다.

부분적으로, 이러한 조사가 강화된 결과, 최근 몇 년간 고분자 과학 분야에서 상당한 연구가 진행되었습니다. 혁신가들은 플라스틱 폐기물 및 포장재에 대한 언론의 부정적인 메시지에 반응하고 해결책을 찾는 데 주력하고 있습니다.

현재까지 혁신 활동의 대부분은 재사용 및 재활용을 위한 대체 방법에 초점을 맞추고 있으며 플라스틱 폐기물의 부담을 일부 완화하기 위해 전 세계적으로 수행되고 있는 흥미로운 연구 프로젝트가 많이 있습니다. 이러한 프로젝트 중 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)의 학생들은 미세 플라스틱 조각을 소량의 감마 방사선에 노출시킨 후 분쇄하여 콘크리트에 혼합하는 효과를 탐구하고 있습니다. 이 공정은 매립지로 버려졌을 폐기물에 대한 대체 용도를 제공하는 동시에 콘크리트의 내구성을 높이는 데 도움이 됩니다.

실제로 폐폴리머의 대체 용도 중 상당수는 경량, 강도 및 강성이라는 플라스틱의 유익한 특성을 활용합니다. 대부분의 경우 이러한 특성은 연마될 수 있습니다. 광범위한 잠재적 응용 분야를 갖춘 맞춤형 재료를 만들 수 있습니다.

이에 대한 예로는 폴리에틸렌과 폴리염화비닐 등 목재 섬유와 열가소성 플라스틱을 혼합하여 만든 목재-플라스틱 복합재(WPC)의 인기가 높아지고 있는 것입니다. 이러한 소재는 데크, 난간, 울타리, 벤치 등의 응용 분야에 광범위하게 사용되며 재활용 플라스틱으로 만들 수 있다는 점에서 지속 가능합니다. 생분해성을 고려하더라도 수명이 다한 WPC는 완전히 폐기할 필요 없이 새로운 소재로 재가공할 수 있습니다.

폴리머 제조는 오랫동안 본질적으로 석유 및 화석 연료 산업과 연결되어 왔습니다. 원유가 증류되면 다양한 부산물이 생성되며 이는 종종 플라스틱 재료로 유입됩니다. 환경적 관점에서 볼 때 이 프로세스는 지속 가능하지 않습니다. 빠르게 고갈되는 화석 연료의 사용에 의존하고 탄소 배출을 환경으로 방출하며 최종 제품은 재활용하기 어렵습니다.

이 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 고분자 재료 분야의 혁신은 드롭인(drop-in) 또는 바이오 플라스틱에 초점을 맞추기 시작했습니다. 이 제품은 바나나 껍질이나 땅콩 알갱이와 같은 재료에서 발견되는 발효 전분으로 만들어집니다.

이러한 바이오 플라스틱의 한 예는 지속 가능한 원산지와 다양한 수명 종료 옵션을 갖춘 소재를 만들기 위해 표준 바이오 플라스틱 폴리락트산에 첨가되는 특수하게 제조된 화합물인 플로레온(Floreon)입니다. 바이오플라스틱 폴리락트산은 옥수수, 타피오카 뿌리, 전분, 사탕수수 등 재생 가능한 작물을 사용해 생산됩니다. 여기에 완전히 분해되고 퇴비화되는 폴리에스테르 혼합물을 첨가하여 음료수 병 등을 제조하는 데 사용할 수 있는 환경 친화적인 플라스틱을 생산합니다.

Floreon의 개발자는 재료 혼합, 해당 화합물로 만든 병과 같은 물품, Floreon을 사용한 특정 제조 방법 또는 사출 성형과 같은 고분자 가공과 관련된 청구를 포함하는 특허 출원을 제출하여 연구 개발에 대한 투자를 보호했습니다. 현재까지 이 기술과 관련된 특허는 유럽, 호주, 중국, 캐나다에서 등록되었습니다.

퇴비화가 가능하고 생분해되는 일부 바이오 플라스틱과 달리 드롭인 바이오 플라스틱은 완전히 재활용이 가능합니다. 이는 전문적인 전용 재활용 시설을 요구하는 대신 드롭인 플라스틱을 기존 재활용 흐름에 완전히 통합할 수 있어 수명이 다한 처리 시설에 대한 투자가 덜 필요함을 의미합니다.