‘식물로 만든 플라스틱’ 페프(PEF) [우리가 몰랐던 과학 이야기] (142)

출처=클로로필 워터(Chlorophyll Water)

페트병은 우리가 가장 많이 사용하고 있는 플라스틱 중 하나인데요. 무분별하게 버려지는 페트병 쓰레기는 환경을 오염시키는 주범으로 떠올랐습니다.

이로 인해 재활용이 용이하고 자연에서 분해될 수 있는 식물성 재료로 만든 친환경 플라스틱, 페프가 새롭게 등장했는데요. 페트병을 대체할 미래형 플라스틱 원료로 주목받고 있는 페프는 무엇인지 자세히 알아보았습니다. 

◆친환경 플라스틱, 페프(PEF)

페프(PEF)병. 출처=아반티움(Avantium) 유튜브

페프(PEF·Polyethylene furandicarboxylate)는 새로운 폴리에스터 응축 폴리머(중합체)의 일종으로, 기존 석유화학 기반의 합성수지인 페트(PET·Polyethylene terephthalate·폴리에틸렌 테레프탈레이트)와는 달리 100% 식물 기반의 고분자 열가소성 수지입니다. 

석유 기반의 화학 소재는 폐기 시 다량의 이산화탄소와 환경 호르몬, 독성물질 등을 배출해 심각한 환경 오염을 일으키지만, 바이오 기반의 식물성 플라스틱인 페프는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소의 발생량을 최소화하면서 매립 시 분해가 잘돼 지구 환경을 지킬 수 있습니다. 

◆식물성 원료, FDCA

일반 PET, 식물성 보틀, 바이오 베이스 PEF의 원료 비교표. 출처=AVA 바이오켐(Biochem)

우리가 잘 알고 있는 페트는 에틸렌글라이콜(EG)과 고순도 테레프탈산(PTA)을 합성해 만드는데요. 

페프는 식물성 성분으로 만든 EG에 PTA 대신 생물 유래성 분인 FDCA(푸란디카르복실산·Furandicarboxylic acid)가 쓰입니다. FDCA는 나무와 옥수수 등 바이오매스로 제조할 수 있는 친환경 원료입니다. 

◆페프의 장점

출처=아반티움(Avantium)

페프는 페트와 동등한 수준의 투명성은 물론이고 산소와 이산화탄소 등 가스 및 수분 차단성이 뛰어납니다. 그렇기 때문에 음료 병과 식품 포장재의 투과 방지막을 페프로 이용하면 신선도를 유지시켜 유통 기한을 늘릴 수 있습니다. 

강도도 우수해 더 얇은 포장재를 제작할 수 있게 해주는데요. 이는 제품의 무게와 부피를 줄여 유통비용을 절감하는데 도움을 줍니다. 

여기에 열에도 잘 견디는 우수한 내열성으로 탄산음료, 생수, 우유, 주스와 맥주병까지 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 

◆100% 식물성 플랜트 보틀

플랜트 보틀. 출처=코카콜라

2012년 코카콜라는 기존 페트 수지 중에서 약 30%가량 식물성 소재로 대체한 플랜트 보틀을 선보인 바 있는데요. 이로 인해 16만배럴의 석유를 덜 사용하고, 6만3025t의 이산화탄소 배출 감소 효과를 봤습니다. 

그리고 2015년 100% 식물성 원료로 만든 플랜트 보틀을 선보여 주목받았는데요. 주원료는 사탕수수, 사탕수수를 써 설탕을 제조하고 남은 폐기물을 이용해 쓰레기를 줄였습니다. 동시에 자연친화적인 원료로 환경과 식품 안전성까지 고려했습니다. 이 플랜트 보틀은 해마다 31만5000MT(미터톤·1m=1000kg)의 이산화탄소 배출을 감소시킬 수 있다고 합니다. 

병물 아리수. 출처=서울시

서울시는 병물 아리수도 하반기에 옥수수와 사탕수수 등 식물성 원재료를 활용한 생분해성 소재로 교체할 것이라고 밝혔는데요. 새로운 식물성 병을 사용하면 6개월 이내 자연에서 생분해된다고 합니다.

한화솔루션도 현재 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 진행하고 있는데요. 지구 환경을 위해 자연을 향하고 있는 화학기술 개발에 많은 관심 부탁합니다. 

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