천연섬유강화 플라스틱 - 바이오복합재료(上) 이성운 기자입력 2017-05-31 17:19:27

최근 전 세계적으로 환경에 대한 관심이 증가함에 따라, 재활용과 분해가 어려운 석유 기반 소재에 대한 새로운 시각이 생겨나고 있다. 또한 기술의 발달로 친환경 신소재가 기존의 소재를 충분히 대체할 수 있게 되면서, 소재시장에서 친환경 신소재는 각광받고 있다. 이에 본지는 금오공과대학교 조동환 교수의 ‘천연섬유강화플라스틱-바이오복합재료’ 보고서를 소개함으로써 천연섬유강화 플라스틱을 살펴보고자 한다.

※ 자료 : 화학소재정보은행(www.matcenter.org)
※ 필자 : 금오공과대학교 조동환 교수

 

Ⅰ. 바이오복합재료

 

1. 바이오복합재료 이해
천연섬유 강화 플라스틱은 보강재로 천연섬유(NFRP)를 사용하고 매트릭스(Matrix) 수지로는 생분해성 고분자 또는 비생분해성 고분자수지로 구성된 복합소재를 일컫는다.
자연계에서 대량으로 얻어지는 바이오매스(Biomass)에 기반한 천연섬유가 지니고 있는 생분해능 때문에 바이오섬유(Biofiber)라고도 부르는 친환경 보강섬유와 함께 NFRP에 적용된 고분자수지의 종류에 따라 일부 생분해성 또는 완전한 생분해성을 가져 바이오복합재료(Biocomposites)라고도 일컫는다. 또한 친환경 천연섬유로 이루어져 그린복합재료(Green Composites)라고도 부른다.
본 보고서에서는 천연섬유강화 플라스틱에 대해 국제적으로 가장 보편적으로 사용되고 있는 ‘바이오복합재료’로 통일해 기술한다.

 

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▲바스프社에서 제작한 천연섬유로 이루어진 자동차용 루프 프레임

 

바이오복합재료는 학계와 연구소에서 학술적 차원에서 전문적인 연구가 다양하게 진행되고 있으나, 주로 유럽과 미국을 중심으로 연구개발 결과들이 보고되고 있다. 국내에서는 일부 대학연구실에서 연구가 지속적으로 진행되고 있으나, 연구 인프라 관점에서 선진국에 비해서 미흡한 실정이다.
산업계 연구개발 측면이나 산업적 응용 관점에서도 선진국에 비해 바이오복합재료에 대한 우리나라의 관심과 투자는 매우 미미한 편이다. 친환경 경량 소재에 큰 관심을 가지고 집중 투자하고 있는 선진국에서는 바이오복합재료를 자동차 중심으로 수송 장비의 내외장용 부품소재, 전자부품용 소재, 건축 내장용 소재, 포장용 소재분야 등에서 이미 활용하고 있거나, 성능향상 및 새로운 응용분야로의 확대를 위한 연구개발을 활발하게 진행하고 있다.