생분해성 고분자 PBAT의 큰 성공
* 사진출처 : (주)가한홀딩스
합성 고분자 생산업체는 제품이 수십 년 동안 매립지와 바다에 버려지는 것을 막지 못했고 최근에는 이러한 환경 이슈에 대한 책임이 요구되고 있습니다. 현재 재활용과 바이오 고분자는 장애물에 직면해 있는데, 미국의 플라스틱 재활용 비율은 수년간의 노력에도 여전히 10% 미만입니다. 그리고 바이오 고분자는 기존 합성 고분자와 비슷한 성능과 규모를 달성하기 위한 문제점에 직면해 있습니다.
PBAT는 석유화학 물질인 정제된 테레프탈산(PTA), 부탄디올, 아디프산에서 추출하지만, 생분해성을 가집니다. 합성 고분자로 쉽게 대규모로 생산할 수 있으며, 기존 플라스틱에 필적하는 유연한 필름을 만드는 데 필요한 물성을 가지고 있습니다.
독일의 BASF 및 이탈리아의 Novamont와 같은 기존 생산자는 수십 년 동안 시장을 개척한 후 수요가 증가하고 있습니다. 또한 이들은 정부가 지속 가능성을 추진함에 따라 고분자의 활발한 사업을 기대하는 6개 이상의 아시아 생산자와 합류하고 있습니다.
PLA 제조업체인 NatureWorks의 전 CEO이자 현재는 독립 컨설턴트인 Marc Verbruggen은 PBAT를 “바이오 플라스틱 제품을 만드는 가장 저렴하고 쉬운 방법”이라고 이야기합니다. 그는 PBAT가 PBS 및 PHA와 같은 경쟁자보다 유연성 바이오 고분자로 부상하고 있다고 이야기합니다. 그리고 PLA와 함께 전반적으로 가장 중요한 두 가지 생분해성 플라스틱 중 하나가 될 것이며, PLA는 경질 응용 분야의 주요 제품이 될 것이라고 말했습니다.
예를 들어 PLA와 PHA는 에스테르 결합이 끊어지면 분해되는 폴리에스터 소재입니다. 그러나 가장 일반적인 폴리에스터인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 섬유 및 음료수병에 사용되며 쉽게 분해되지 않습니다. 이는 PTA에서 유래한 백본의 방향족 고리 때문인데, Narayan는 구조적 특성을 부여하는 고리는 PET를 소수성으로 만들어 “물이 쉽게 들어갈 수 없으며 전체 가수분해 과정을 느리게 합니다”라고 이야기합니다.
Narayan은 PLA보다 PBAT의 생분해성을 약간 더 높게 평가하지만 해양 환경 주변 조건에서 생분해되는 PHA와는 완전히 일치하지 않는다고 이야기합니다.
PBAT는 쓰레기 봉투 필름을 만드는 데 사용되는 신축성 있는 고분자인 LDPE와 자주 비교합니다. 또한 강성을 부여하는 폴리스티렌과 같은 단단한 성질을 가지는 PLA와 혼합됩니다. BASF의 Ecovio 브랜드는 이러한 블렌드를 기반으로 하며, Verbruggen은 일반적으로 PBAT 85%와 PLA 15%라고 말합니다.
PBAT의 큰 시장으로는 잡초를 방지하고 수분을 유지하는 데 도움이 되도록 작물 주위에 깔아놓는 멀칭 필름입니다. PE 필름은 사용 후 뽑아서 매립해야 하는 경우가 많지만 생분해성 필름은 토양으로 바로 다시 갈 수 있습니다. 또 퇴비화 가능한 쓰레기봉투는 음식 서비스와 가정에서 음식물 및 정원 쓰레기를 수거하는 데 사용합니다. Novamont가 최근 인수한 BioBag의 가방은 소매점에서 수년 동안 판매되었습니다.
친환경적인 성장을 기대하면서 한국의 LG화학은 서산에서 22억 달러의 지속 가능성 중심 투자 프로그램의 일환으로 2024년에 연간 5만톤(t)의 PBAT 공장을 건설하고 있으며, SK글로벌케미칼과 코오롱인더스트리가 5만톤(t) 규모의 서울 PBAT 공장에서 손을 잡았습니다. 나일론과 폴리에스터 업체인 코오롱이 생산기술을 제공하고 SK가 원재료를 확보하고 있습니다.
출처 : https://cen.acs.org/business/biobased-chemicals/biodegradable-polymer-PBAT-hitting-big/99/i34