재생 플라스틱 백으로부터 유용한 탄소섬유를 얻을 수 있다.

 

 

 

 

현대 생활에서 포장백 등으로 폴리에틸렌 플라스틱(우리나라에서는 비닐이라는 용어가 많이 사용된다)이 많이 쓰이다가 버려진다. 얼마 전에 농가에서 밭에 사용하던 플라스틱이 바람에 날려 고속전철 전기선에 부착되어 운행에 지장을 준 적도 있다.

 

그런데 폐기된 플라스틱 백을 수거한 후 유용한 탄소 섬유로 재생하는 방법이 미국 오크 리지 국립 연구소의 연구진들에 의하여 "Advanced Materials(고급 소재)"라는 저널에 "폴리에틸텐으로부터 유용한 탄소섬유을 얻는 방법"이라는 제목의 논문으로  최근 발표되었다.  위 사진은 논문중에 나온 탄소섬유 형태를  보여준다.

 

Patterned Functional Carbon Fibers from Polyethylene

1. Marcus A. Hunt¹,
2. Tomonori Saito¹,
3. Rebecca H. Brown¹,
4. Amar S. Kumbhar²,
5. Amit K. Naskar^1,*

Article first published online: 27 MAR 2012

 

 

재생 플라스틱 백을 “다중 용융 사출법에 의거한 섬유 가공방법(a multi-component melt extrusion-based fiber spinning method)” 을 통하여 그에 포함된 폴리에틸텐 섬유를 가공하여 직경과 공극율(porosity)을 조정하여 특별한 용도에 맞출 수 있는 것이다.

 

우선 황산화 과정을 거치기 위해 플라스틱 백의 섬유를 특수한 화학약품에 담그게 된다. 이러한 과정을 거쳐 플라스틱 분자들은 서로간에 융합하여 검은 섬유 다발로 변한다. 그 이후 열을 가하면 위 섬유다발이 녹는 대신에 특정 물질만 가스가 되어 날라가고 남아 있는 것은 탄소섬유가 되는 것이다.

 

이렇게 얻어진 탄소섬유는 공극율을 조정할 수 있기 때문에 필터링이나 에너지 흡수, 그리고 최근 경량화를 위하여 차량의 부품이나 차체를 탄소섬유로 하려는 경향과 맞추어 그 용도로 사용할 수 있다.

 

대한민국도 폴리에틸렌 플라스틱(비닐)백을 재활용하여 유용한 탄소섬유로 만드는 위 방법을 관심을 가지고 연구할 필요가 있다고 본다. 2011년 일본 대지진 이후 일본에서 수입하던 특수 소재들을 국산화하면서 일본에 대한 무역 적자가 줄어 들었다. 대한민국의 제조업 경쟁력을 강화시키기 위하여서는 이러한 소재 산업에 대한 연구 및 투자를 계속적으로  늘려야 할 것이다.