백준현 교수팀, 폐PET·이산화탄소 활용 친환경 폴리우레탄 소재 개발
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2026-03-09
(왼쪽부터) 화공생명공학부 김하린 연구원·백준현 교수·채지영 연구원.
화공생명공학부 백준현 교수 연구팀이 폐페트(PET) 플라스틱과 이산화탄소(CO2)를 동시에 활용해 고성능 폴리우레탄 소재를 제조하는 새로운 촉매 공정을 개발했다.
폴리우레탄은 자동차 부품, 가구, 전자제품 등 다양한 산업 분야에서 사용되는 핵심 고분자 소재다. 그러나 폴리우레탄 제조에 사용되는 폴리올(polyol)은 대부분 석유 기반 원료에서 생산돼 탄소배출과 환경 부담 문제가 지속적으로 제기돼 왔다.
연구팀은 폐페트병을 해중합*해 얻은 중간원료 BHET를 개시제로 활용하고, 이산화탄소와 프로필렌옥사이드(PO)의 공중합** 반응을 통해 새로운 이산화탄소 기반 폴리올을 합성하는 촉매 공정을 개발했다.
*해중합: 플라스틱 등 고분자 물질을 화학적으로 분해해 원료 물질로 되돌리는 과정
**공중합: 두 종류 이상의 단량체가 함께 중합해 하나의 고분자를 만드는 과정
이 과정에서 Zn/Co 기반 이중금속시안화물(Double Metal Cyanide, DMC) 촉매를 활용해 이산화탄소를 고분자 구조 내 카보네이트 결합 형태로 효과적으로 도입하는 데 성공했다.
이번 연구는 기존 이산화탄소 기반 폴리올 합성에서 상용 폴리올 개시제에 의존해야 했던 한계를 극복하고, 폐페트 재활용과 이산화탄소 활용을 동시에 구현한 새로운 접근법으로 평가된다.
또한 연구팀이 폐페트에서 유래한 방향족 구조와 이산화탄소에서 유래한 카보네이트 구조가 동시에 포함된 새로운 폴리올로 폴리우레탄 폼을 제조한 결과, 압축강도가 기존 대비 약 40% 이상 향상되는 우수한 기계적 성능을 확인했다.
백준현 교수는 "이번 연구는 폐페트 플라스틱과 온실가스를 동시에 고부가가치 화학소재로 전환하는 순환경제 기반 소재 생산 기술을 제시했다는 점에서 의미가 있다"며 "향후 다양한 폴리우레탄 소재에 적용할 수 있는 지속가능한 고분자 생산 기술로 발전시키고자 한다"고 말했다.
이번 연구는 숙명여대 화공생명공학부 백준현 교수를 중심으로, 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 안광진 교수, 서울대학교 재료공학부 한정우 교수 연구팀이 함께 참여했다. 숙명여대 화공생명공학과 김하린 연구원(현재 롯데케미칼 재직)과 채지영 연구원(현재 한국화학연구원 재직)이 공동 제1저자로 연구를 수행했다. 연구 결과는 환경·에너지 분야 국제 학술지 Journal of CO2 Utilization(IF=8.4, JCR 상위 10%)에 게재됐다.