한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 홍순만 물질구조제어연구센터 박사팀이 산학연 협력으로 친환경 초임계(아임계) 유체 공정을 적용한 폐 난방용 파이프 재활용 기술 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.
초임계 유체는 액체와 기체가 구분되는 온도와 압력 이상에 존재한다. 용해 능력은 액체에 가깝고 확산성은 기체에 가깝다. 아임계는 임계점에 근접한 상태를 뜻한다.
연구팀은 연속식 2축 압출 공정에 친환경 초(아)임계 기술을 접목, 재생 폴리에틸렌 생산에 성공했다. 초(아)임계 유체는 기체확산성과 액체 용해성을 동시에 가져 난방용 파이프 소재인 가교 폴리에틸렌 사이 결합에 침투해 빠른 탈 가교 반응을 유도한다. 높은 열과 압력을 동시에 적용해 가교 폴리에틸렌 분자 사슬을 선택적으로 절단할 수 있어 폴리에틸렌 고유의 물리·화학적 특성은 보전한다.
이렇게 생산한 재생 폴리에틸렌은 신재 폴리에틸렌과 유사한 분자량과 물성을 가져 건물 경량화 및 층간소음 방지용 슬라브 볼, 전선 보호용 콤바인덕트관 제품으로 업사이클링 할 수 있다. 폐 난방용 파이프를 수거해 활용함으로써 원가 절감이 가능하다.
이번 연구성과로 소각처리되던 폐 난방용 파이프를 재활용함으로써 이산화탄소 저감이 가능할 것으로 기대되며, 이를 통해 2050년 탄소중립 달성에 이바지할 수 있을 것으로 전망된다. 또한 초(아)임계 유체를 이용한 공정은 해로운 휘발성유기화합물(VOC)를 유발하는 유기용매 대신 물이나 알코올과 같은 저독성 용매를 사용한다.
홍순만 박사는 “전량 폐기되는 열경화성 플라스틱의 재활용은 물론, 재생 플라스틱의 급격한 물성 저하를 극복할 수 있는 원료 재생기술로 확장 적용이 가능하다”며 “전지구적 극복과제인 플라스틱 쓰레기 처리 및 미세플라스틱 오염 문제를 해결하는 방안을 제공할 수 있기를 바란다”고 말했다.
한편 연구는 환경부 지원을 받아 동명(대표 김창완), 조항규 세명대 교수, 그린폴(대표 김명기)과의 산학연 협력 연구를 통해 수행됐다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
