인류는 생활의 편의를 위해 다양한 물건을 생산하고 소비하고 폐기해왔습니다. 이렇게 폐기된 물건은 소재에 따라 분해되는 데에 걸리는 시간이 각각 다릅니다. 종이의 경우 2~5개월 정도가 소요되며 우유 팩은 5년, 일회용 나무젓가락은 최소 20년 이상이 걸립니다. 가죽구두와 나일론 천은 각각 25~40년, 30~40년이 지나야 분해됩니다. 일회용 기저귀나 금속 캔은 분해되는 데 적어도 100년 이상의 시간이 필요합니다. 그렇다면 우리 생활에서 널리 쓰이는 플라스틱, 스티로폼 등은 분해되는 데 얼마나 걸릴까요? 놀랍게도 약 500년 이상의 시간이 걸립니다.
분해되는 데 걸리는 시간에 비해 우리는 너무 쉽게 플라스틱을 생산하고, 쓰고 버립니다. 이런 인류의 행동은 지구 생태계에 좋지 않은 영향을 끼칩니다. 버려진 플라스틱은 바다로 유입되어 고래, 바다거북 등 해양 생물에 유해한 영향을 끼치며 이는 다시 인류에 대한 위협으로 돌아옵니다.
플라스틱은 인류 삶의 질을 획기적으로 바꿔준 소재입니다. 플라스틱이 발명되기 전 인류는 코끼리 상아로 빗, 담배 파이프, 피아노 건반 등을 제작했고 이 때문에 코끼리 개체 수에 큰 위협이 되었습니다. 최초의 천연수지 플라스틱인 셀룰로이드와 최초의 합성수지 플라스틱인 베이클라이트의 발명으로 인류의 삶 자체가 변했습니다. 우리 삶에 필요한 플라스틱! 지구를 보호하며 더 이롭게 쓸 방법은 없을까요?
생분해성 플라스틱은 소각하지 않고 단순히 매립했을 때 미생물에 의한 작용으로 수개월 안에 물과 이산화탄소, 메탄가스 등으로 완전히 분해되는 플라스틱을 말합니다. 생분해성 플라스틱의 경우 분해에 약 500년이 걸리는 기존 플라스틱과 달리 수개월이면 완전히 분해되기에 지구 생태계를 보호하는 데 큰 도움이 됩니다.
현재까지 연구, 개발되어 사용되는 생분해성 플라스틱은 크게 전분(녹말)계 생분해성 플라스틱, 지방족 폴리에스테르계 생분해성 플라스틱, 생분해성·광분해성계 생분해성 플라스틱으로 나눌 수 있습니다. 전분(녹말)계 생분해성 플라스틱은 옥수수, 감자 등에 첨가제를 넣고 압출기로 가공한 플라스틱입니다. 가격이 저렴하고 분해성이 우수합니다. 지방족 폴리에스테르계 생분해성 플라스틱은 화학적 또는 미생물 발효로 제조되었으며 인장 강도(물체가 잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력)와 가공성, 습기를 견디는 내습성이 우수합니다. 생분해성·광분해성계 생분해성 플라스틱은 콩에서 첨가제를 추출해 압출 또는 에어로 가공했으며 가격이 저렴하고 100% 생분해가 된다는 특징을 지녔습니다. 인장강도와 가공성 또한 우수합니다.
이렇게 연구, 개발된 생분해성 플라스틱은 쓰레기 종량제 봉투나 쇼핑봉투, 일회용 장갑, 농업용 멀칭필름 등 필름류로 쓰이거나 일회용 숟가락이나 면도기, 완구류 등 사출품류, 도시락 용기 및 햄버거 포장 용기 등 용기류, 생분해성 포장용 완충재인 발포체류로 쓰일 수 있습니다. 근 미래에는 식품 포장용 필름 및 용기, 접착제 및 코팅제, 화장품 및 음료수 병, 마스크용 부직포 등으로도 쓰이리라 기대되고 있습니다.
최근 들어 기존 생분해성 플라스틱을 뛰어넘는 생분해성 신소재도 속속들이 개발되고 있습니다. 기존 생분해성 소재의 경우 물질이 가진 성질인 물성이나 유연성을 강화하기 위해 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 섞어야 했습니다. 이에 따라 공급 업체에 따라 물성과 가격이 달라지기도 했습니다. 또한 생분해성 플라스틱으로 가공된 뒤에는 투명성을 띠지 못했습니다. 식자재에 쓰이는 친환경 포장재의 경우 기존 생분해성 플라스틱이 가진 불투명한 성질로 인해 식자재의 상태를 소비자가 확인하기 어려웠습니다.
새롭게 연구, 개발된 생분해성 신소재는 이런 단점을 개선하였습니다. 옥수수 성분의 포도당 및 폐글리세롤을 활용한 바이오 함량 100%의 생분해성 소재이면서 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 섞지 않고 단일 소재로 적용 가능하여 투명성을 유지합니다. 특히 기존 생분해성 플라스틱 대비해 유연성이 최대 20배 이상 개선되었으며, 가공 후에도 투명성을 구현할 수 있어서 생분해성 플라스틱이 주로 쓰이는 친환경 포장재에 큰 파급 효과를 줄 것으로 예측됩니다. 해당 생분해성 신소재는 독일의 생분해성 소재 국제 인증 기관인 ‘딘 서스코(DIN CERTCO)’에서 120일 이내 90% 이상 생분해되는 결과도 확인되었습니다.
생분해성 플라스틱은 이제 반드시 필요한 소재입니다. 시장조사업체 등에 따르면 생분해성 플라스틱 시장은 2019년 4조 2천억 원에서 2025년 9조 7천억 원으로 연평균 약 15% 성장할 것으로 전망됩니다. 플라스틱에 의한 해양 오염과 미세 플라스틱으로 인해 폐해 등을 막기 위해, 또한 지구 생태계를 위해서 기존 생분해성 플라스틱에서 나아가 더욱 뛰어난 물성과 생분해성을 갖춘 생분해성 신소재가 필요합니다. 우리의 미래를 위해서는 생분해성 신소재를 위한 연구 및 개발 등이 꾸준히 이루어져야 할 것입니다.
감수 : LG화학 미래기술연구센터 생분해성 PLH소재PJT 최정윤 선임
지구온난화 주범 인 메탄가스를 방출하지 못하는 기술개발이 필요할듯 합니다. 또다른 환경오염 이 되지 않기를 바랍니다