LETZero 지식백과는 LG화학의 친환경 브랜드 LETZero가 어떠한 친환경 소재를 생산하는지 소개하는 시리즈입니다. 지난 시간에는 재활용 원료를 활용해 만든 PCR PVC 소재에 대해 알아보았습니다. 오늘은 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 포집해 만든 차세대 친환경 플라스틱 소재, PEC의 특징과 쓰임에 대해 알아보겠습니다.
전 세계적으로 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 감축하기 위해 모두가 노력하고 있습니다. 최근에는 이산화탄소의 배출을 감소시키는 것은 물론, 발생된 이산화탄소를 활용하는 다양한 기술이 등장하고 있는데요. 그중 하나가 탄소 포집 및 활용 기술인 CCU(Carbon Capture and Utilization)입니다.
PEC(Polyethylene Carbonate)는 CCU* 기술을 활용해 만든 차세대 친환경 플라스틱 소재로, 공장에서 포집한 이산화탄소와 산화에틸렌(Ethylene Oxide)을 사용해 만듭니다. 온실가스인 이산화탄소를 플라스틱의 원료로 사용하기 때문에 기존 화석연료 기반의 플라스틱보다 탄소중립 및 즉각적인 탄소 저감에 기여합니다.
* CCU란? 탄소 포집 및 활용 기술(Carbon Capture and Utilization)로 대기 중의 이산화탄소와 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 자원으로 활용하는 기술
PEC는 소재의 제조부터 폐기까지의 과정이 친환경적입니다. PEC의 제조 및 폐기 과정을 간략히 살펴보면 다음과 같습니다. 우선 석유화학 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집합니다. 그리고 포집한 이산화탄소를 고분자로 직접 전환해 PEC 소재를 만드는데요. 이산화탄소를 고분자로 전환할 때, LG화학은 별도의 전환 공정을 거치지 않고 바로 이산화탄소를 도입해 PEC 폴리머를 만듭니다. 추가 공정 과정으로 인한 이산화탄소 손실이 발생하지 않기 때문에 LG화학은 최대 50%까지 이산화탄소를 함양한 PEC를 생산할 수 있는데요. 이렇게 생산된 PEC는 포장재, 필름, 친환경 개선제 등으로 활용됩니다. PEC는 쓰임이 다하고 폐기될 때에도 친환경적입니다. 기존 화석연료 기반의 플라스틱과 달리, PEC는 그을림 발생 없이 깨끗하게 소각되어 대기오염 감소에 기여합니다.
보통 이산화탄소는 다른 물질로 전환이 힘든 안정적인 물질로 널리 알려져 있는데요. LG화학은 이산화탄소를 플라스틱으로 전환하는 핵심 소재와 공정 기술을 독자 개발해 현존하는 CO₂ 플라스틱 중 가장 높은 생산성을 확보하고 있습니다.
PEC는 친환경 소재로 널리 알려진 PLA, PBAT 등과 비교해도 우수한 물성을 자랑합니다. LG화학의 PEC는 PLA와 PBAT 대비 산소 및 수분 차단성이 높은데요. PLA 보다 유연하고, PBAT 보다 투명성이 우수합니다. 또 LG화학의 PEC는 석유계, 신규 친환경 소재와 혼용해 사용할 수 있는데요. PLA와의 우수한 상용성*을 바탕으로 LG화학은 PEC의 투명성을 유지하면서 취화성(Brittleness)**과 배리어 특성을 개선했습니다.
* 상용성 : 두 종류 또는 그 이상의 물질이 서로 친화성을 가지고 있어, 혼합했을 때 용액 또는 균질의 혼합물을 형성하는 성질.
** 취화성(Brittleness) : 취화성 혹은 취성이라고 하며, 부서지기 쉬운 성질을 의미함
앞서 말씀드린 것과 같이, PEC는 호환성이 좋아 친환경 소재인 PLA를 비롯해 석유계 소재인 HDPE 등 다양한 소재와 결합해 사용할 수 있습니다. 다른 소재와 결합한 PEC는 차단성이 높고 투명하게 구현될 수 있으며, 유연하고 부드러운 소재는 물론 단단한 소재까지 다양하게 활용될 수 있습니다. PEC는 다양한 친환경, 석유계 소재와 혼합하여 화장품 용기나 식품 포장재, 물병, 페트병 뚜껑, 양방향 스트레치 필름, 인조 가죽, 신발 밑창 등을 제조하는 데도 사용할 수 있습니다.
지금까지 PEC에 대해 알아보았습니다. 다음 LETZero 지식백과는 OBP에 대한 이야기로 돌아오겠습니다.
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