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제목 프라운호퍼(Fraunhofer ICT) , 바이오 기반, 새로운 복합 재료 개발
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2019/11/26 16:56

광범위한 응용 분야 덕분에 기존의 섬유 복합재료는 제조에서 인기 있지만 상대적으로 높은 생산 및 폐기 처리비용이 많이 든다. 이러한 단점은 이제 폴리락티드(PLA)로 만들어진 새로운 자체 강화 복합재료로 피할 수 있게 됐다. 이는 프라운호퍼 화학기술연구소 ICT의 참여로 ‘Bio4self’ 프로젝트를 통해 바이오 기반이면서 재활용이 쉽고 생산이 저렴해 스포츠, 자동차 및 의료 응용분야에 이상적인 소재로 개발됐기 때문이다.

열가소성 바이오 폴리에스터 PLA는 농업 폐기물에서 파생되는 재생 가능한 부산물 또는 사탕수수와 같은 원료를 기반으로 한다. Fraunhofer ICT의 프로젝트 관리자 Kevin Moser는 “이 프로젝트에서 프라운호퍼는 두 가지 유형의 PLA를 융합해 소위 자체 강화 PLA 합성물을 만들어 PLA의 이점을 다음 적용 수준으로 끌어 올렸다”고 설명했다.

새로 개발된 PLA 복합재는 PLA와 복합재료의 장점을 결합한 것으로 높은 기계적 강도와 강성을 지니면서도 우수한 가수분해 저항성을 나타낸다. 순수한 PLA와 마찬가지로 완전 바이오 기반이면서 재활용이 쉽고 연성이 뛰어나며 산업적 생분해도 가능하다. 실질적인 제조 비용을 절감할 수 있으며, PLA 생산에 요구되는 에너지는 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트와 같은 석유기반의 플라스틱 제조에 필요한 양의 약 절반 정도면 충분하다.

또한 에너지 절약뿐 아니라 PLA에서 사용된 재료 킬로그램 당 CO2 당량은 폴리프로필렌 및 폴리에스테르와 같은 화석연료 제품의 절반이다. PLA 복합재는 단 하나의 재료 유형으로 구성되며 섬유를 매트릭스와 분리할 필요가 없기 때문에 재활용이 매우 쉽다. 따라서, 이 복합재료는 높은 기계적 강도를 가진 기능화된 바이오기반 재료 개발에서 이정표가 되고 있다.

복합소재는 기존 제조장비를 사용해 고품질 응용 제품을 위해 새로운 제품으로 재처리 할 수 있기도 해 폐루프 경제에 크게 기여할 것으로 보인다. 복합재료 제조에는 융점이 다른 두 가지 PLA 유형이 자체 강화 PLA 복합재료에 결합된다. 고융점 PLA는 저융점 매트릭스가 강화 섬유로서 내장돼 있기 때문에 결과적으로 재료 강성은 시판되는 자체 강화 폴리프로필렌 복합재료와 경쟁할 수 있다. 따라서 올해 말 이미 초기 프로토 타입을 제작할 계획이다.

Fraunhofer ICT 외에도 EU의 ‘H2020’ 자금지원 프로그램에 의해 자금이 지원되는 ‘Bio4self’ 프로젝트와 함께하는 파트너는 덴마크 기술대학, 벨기에 섬유연구소 CENTEXBEL 및 덴마크 회사 Comfil이 포함된다.

응용 가능성이 큰 자원 보존 개념은 유럽 최대 복합재료 무역 박람회인 JEC 2019에서 지속 가능성 부문에서 1위를 차지하며 심사위원단에게 깊은 인상을 남겼다. 또한 지난달 10월 “K 2019”에서도 소개됐다.

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