플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

마이크로파에 의한 폴리유산 합성 메커니즘(사진. KISTI 미리안 글로벌동향브리핑)

마이크로파로 플라스틱 합성에 성공

- 제조공정의 저온화, 단시간화, 에너지절약화

전자레인지에도 사용되고 있는 마이크로파로 플라스틱의 일종인 폴리유산을 신속하게 제조하는 기술 개발에 나고야공업대학 연구팀이 성공했다. 마이크로파에 의한 열 이외의 효과를 이용한 것으로 실용화된다면 플라스틱 산업에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다.
본 연구팀은 친환경적인 에너지절약형 고분자 합성법으로서 마이크로파의 이용에 착안했다. 나고야공업대학, 핵융합과학연구소, 중부전력이 2011년에 공동연구 조약을 체결하여 연구를 추진해왔다. 시험관 내에서 비등한 자일렌(끓는점 145도) 중에 넣은 유산에 마이크로파를 조사하면 유산이 높은 효율로 중합되어 폴리 유산이 생성된다는 것을 실증했다. 종래 합성법에서는 1~2일 소요된 것을 6시간 정도로 단축했으며, 마이크로파의 발진에는 핵융합과학연구소가 개발한 싱글 모드 반도체 발진기를 사용했다.
연구팀은 이 프로세스를 해석하여 폴리유산의 합성에는 마이크로파의 가열 및 자기장에 의한 것보다 전기장(전기성분)이 효과적이라는 것을 밝혀냈다. 기존 플라스틱 합성은 반응용기를 고온에서 가열하고 장시간 유지하는 것이 필요하지만, 이 마이크로파 합성법은 제조공정의 저온화, 단시간화를 실현하고 에너지절약화에도 공헌했다.
마이크로파로 합성할 수 있는 원리로 전기장에 의한 것까지 확인한 과학적인 의의는 크다. 식물 유래의 폴리유산뿐만 아니라 다른 플라스틱의 합성에도 사용할 수 있을 것으로 전망된다. 연구진은 대형화 및 비용면의 과제가 남아 있지만, 에너지절약 기술로서 반드시 실용화해 마이크로파로 플라스틱 산업의 혁명을 일으킬 계획이라고 전했다. 

<'월간 플라스틱기계산업' 7월호에
게재되었습니다.>