일반기술

키토산/전분 복합재료를 이용한 분해성 고분자

일반적으로 분해성 고분자는 분해 메카니즘에 따라 생분해성, 생붕괴성 및 광붕괴성으로 나눌 수 있으며, 최근에는 폴리올레핀 계통의 고분자 매트릭스에 전분을 첨가한 생붕괴성 고분자가 경제성을 이유로 상용화되어 사용되고 있다. 그러나 폴리올레핀계 수지는 대개가 소수성을 띠고 있으므로 친수성인 전분과의 복합체에서는 전분을 먼저 소수성으로 개질하는 전처리 단계를 거치게 되므로 제조 공정상 어려움과 가격 상승의 문제점이 있다. 또한 폴리올레핀계 수지와 전분과의 복합물질은 분해 과정중에 전분이 일차적으로 분해가 이루어진 다음에도 폴리올레핀계 수지가 분해가 안되거나 분해 속도가 매우 느린 문제점으로 인하여 완전한 생분해성을 가지지 못한다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 자연계에서 쉽게 얻을 수 있는 천연고분자를 이용한 생분해성 고분자의 개발이 활발히 시도되고 있다. 특히, 게나 새우의 껍질과 같은 수산 폐기물로부터 얻을 수 있는 키토산을 생분해성이 우수하고 가격이 저렴한 전분과 복합화할 경우 강도가 우수하며 완전한 생분해성을 가지는 고분자의 제조가 가능하게 된다.본 연구실에서는 키토산과 전분을 사용하여 생분해성 복합필름을 제조한 후 키토산과 전분의 조성과 기계적 물성 간의 상관 관계와 생분해성을 조사하였다. 키토산/전분 복합필름은 전분함량이 10 vol%에서 70 vol%까지 744 ~ 358 kg/cm2의 인장강도를 보여 기존의 PE/전분계 생붕괴성 고분자 (~300 kg/cm2) 보다 우수한 인장강도를 나타내었다. 또한 중랑천 하수구에서 채취한 활성오니를 이용하여 키토산/전분 복합필름의 분해성을 평가한 결과 표준시료로 사용된 셀로판 필름과 거의 비슷한 우수한 분해능을 보여 완전한 생분해성 고분자의 특성을 나타내었다.