이산화탄소(CO₂)를 원료로 만드는 플라스틱이 가지고 있는 유독가스 발생이나 낮은 내열성 등 문제점을 해결할 수 있는 새로운 CO₂ 플라스틱이 일본 연구진에 의해 개발됐다.

도쿄 대학 대학원 공학계 연구과 화학 생명 공학 전공 연구 그룹은 CO₂에서 폴리락톤(Polylacton)이라는 신규 물질을 합성하는데 성공했다고 영국 과학잡지 네이처 케미스트리 온라인 판을 통해 10일 밝혔다.

CO₂를 원료로 하는 플라스틱은 이미 많이 개발되고 있으나 연소시 유독 질화 산화물 발생, 낮은 내열성, 낮은 CO₂ 이용률 등이 문제점으로 남아 있었다.

연구진은 합성고무의 원료인 부타디엔에 CO₂를 첨가하고, 팔라듐 촉매로 락톤을 만든 후에 팔라듐 촉매의 활성을 없애고 락톤을 중합시켜 고분자 수지를 합성했다.

연구진이 개발한 폴리락톤은 분해 온도가 340도로 높아 고온에서도 쉽게 변형되지 않고 유독 가스가 발생하지도 않는다. 또한 CO₂의 함유율은 29%로 높아 대량 생산시 CO₂를 효과적으로 저감할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구진 관계자는 “폴리락톤은 완전히 새로운 물질이기 때문에 미지수인 부분은 많지만 상자와 필름 등으로 폭넓게 이용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 CO₂는 싼값에 대량으로 입수 가능한 탄소 자원으로, 이를 원료로 합성되는 대표적인 플라스틱(수지)으로는 요소 수지, 멜라민 수지 등이 있으나 질소를 많이 포함하고 있어 연소시 질화 산화물이 발생한다.

또한 CO₂를 탄산 디페닐로 변환한 후 비스페놀A와 반응시켜 폴리탄산에스테르(폴리카보네이트, PC)를 합성할 수 있다. PC는 투명성, 내충격성, 내열성이 뛰어나지만 CO₂ 중량비는 16%에 불과하다.

이밖에도 프로필렌 옥사이드와 CO₂를 번갈아 연결해 합성한 지방족 폴리탄산에스테르(PPC)는 CO₂ 중량비가 43%로 월등히 높지만 실온 부근(35~40도)에서 경도가 크게 바뀌기 때문에 취급하기 어렵고, 용도가 한정돼 있다.