polyhydroxylkanoic acid (PHA)의 생산 및 생분해성 고분자에 관한 조사

소개글

polyhydroxylkanoic acid (PHA)의 생산 및 생분해성 고분자에 관한 조사에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서 론

2.본 론
가.생분해성 고분자의 정의
나.주요 범위 및 내용
1)Polyhydroxyalkanoates(PHAs)
2)전분계 플라스틱
3)Cellulose acetate
4)Poly(vinyl alcohol)
5)Polycaprolactone
6)Polylactide
7)지방족 폴리에스터
다.중 요 성
1)기술적 측면
2)경제적 측면
3)공공적 측면
라.기술분류
마.제품분류
바.용도별 응용분야

3.결 론

4.참고문헌

본문내용

진다.
농업 분야 거대 기업인 미국 Cargill사는 1995년 봄에 년 4,000톤 규모의 PLA 생산공장을 운영하고 있으며 "EcoPLA"라는 상품명을 사용하고 있다. 일본의 Mitsui Toatsu에서는 직접축중합법으로 고분자량의 PLA를 얻었다. Shimadzu사에서는 1992년부터 polylactide를 개발하여 현재 년 100톤 규모의 실험공장을 운영하고 있다.
PLA는 투명한 결정수지로서 사출, 압출, 압출코팅, 중공성형, 열성형, 섬유 등 다양한 방법으로 가공될 수 있다. PLA는 주로 수술용 봉합사, 약물 전달 carrier, 인공 피부, 인공 뼈 등에 사용된다. PLA의 가격은 결국 단량체 lactic acid의 효율적인 생산과 분리 정제에 의해 결정되므로 생물공정 기술이 중요한 분야라 하겠다.
7) 지방족 폴리에스터
- 폴리에스터에는 방향족인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)와 지방족 폴리에스터로 크게 나눌 수 있다.
일본 Showa Highpolymer사에서는 1994년 이래로 glycol과 지방족 이염기산의 축합반응을 통하여 수평균 분자량이 20,000이 넘는 지방족 폴리에스터 "Bionolle"을 개발하였다. Poly(butylene succinate) (PBSU), poly(butylene succinate adipate) 공중합체(Co-PBSU·AD), poly(ethylene succinate) (PESU) 등이 개발되었고 기술에 사용되던 가공기계를 이용하여 여러 가지 성형품으로 쉽게 가공될 수 있었다.
Bionolle은 포크, 나이프, 용기, 포장지, 그릇 등 다양한 형태로 가공될 수 있으며, 이들 제품은 퇴비화 시설에서 매우 빠르게 분해가 된다. 현재 일본 Showa Highpolymer사에서 연간 3,000톤 정도를 생산하고 있다. 지방족 폴리에스터의 경우도 그 가격이 단량체로 쓰이는 diol과 diacid의 가격에 많이 의존을 하므로, 생물 공정 기술에 의한 효율적인 diol, diacid 생산이 요구된다고 하겠다. 특히, 다양한 용도를 갖는 숙신산(succinic acid)의 발효생산과 효율적인 분리정제가 요구된다고 하겠다. 이 이외에도 많은 종류의 생분해성 고분자 물질들이 연구되어지고 있다. 하지만 환경 친화적인 생분해성과 적용범위에서 요구되어지는 기계적 물성과 적절한 가격을 동시에 만족시킬 수 있는 고분자는 그리 많지 않다. 위에서 열거했던 고분자들의 대략적인 가격과 생산규모 그리고 생분해성 고분자의 몇 가지 물성들을 아래 와 에 나타내었다.
생분해성 고분자의 대략적 가격 및 생산규모
생분해성 고분자의 물성
다. 중 요 성
1) 기술적 측면
- 환경문제에 대한 인식이 점점 확산되면서 현재 상용되고 있는 석유합성 고분자 물질의 일부, 특히 일회용으로 사용되는 고분자를 생분해성 고분자 물질로 대체하려는 움직임이 활발히 일어나고 있다. 전세계적으로 지난 수년간 생분해성 고분자에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 연구들로부터, 생분해성 고분자는 상용 석유합성 고분자의 대체물로서 뿐만 아니라 보건의료용 의약품, 정밀화학제품의 전구체 등 다양한 산업 분야의 응용소재로서 매우 높은 부가가치를 갖는 물질로서 의미를 가지게 되었다. 따라서 이러한 생분해성 고분자 관련 기술의 확보는 상용 고분자에서부터 고부가가치 물질에까지의 응용을 가능케 할 것이다. 또한 미생물 플라스틱인 PHA의 생산에 관하여는 고난도의 발효 및 분리 정제 공정 기술이 요구되는 바, PHA의 효율적인 생산 공정 개발은 관련 biotech 기술의 진보에 일익을 할 것이다.
2) 경제적 측면
- 생분해성 고분자는 현재 상용되고 있는 석유합성 고분자의 상당부분을 대체할 것으로 기대된다. 현재 미국의 몇몇 주와 유럽의 여러 나라들에서는 비분해성 고분자 사용의 규제와 분해성 고분자의 사용이 법률화되어 있으며, 이러한 경향은 더욱 확대될 것이다. 그러므로 생분해성 고분자는 머지 않은 미래에 상용화되어 전세계적으로 엄청난 규모에 이를 것이며, 경제적으로도 큰 비중을 차지할 것이다. 또한 생분해성 고분자는 이러한 상용 고분자 이외에 의료용이나 정밀화학용으로의 고부가가치 물질로서 중요한 역할을 한다.
3) 공공적(사회, 문화적) 측면
- 현대사회에서 기술이 발달되고 생활이 편리해짐에 따라 폐기물에 의한 환경오염문제가 크게 대두되고 있다. 특히 고형 폐기물은 지금까지 소각이나 매립으로 처리되었지만, 이러한 처리 방법은 문제 해결점이 될 수 없으며, 오히려 더욱 심각한 환경문제를 야기시키고 있었다. 요즘 들어 이러한 환경 문제에 대한 인식이 확대되어 폐기물의 자원 재활용과 자연계로의 재순환을 위한 일련의 행동들이 취해지고 있다. 이러한 시점에서 사용 후 자연계 내에서 분해가 되는 생분해성 고분자는 고형 폐기물로 인한 환경오염 문제의 해결책으로써 제시된다.
라. 기술분류
- 생분해성 고분자에 관련된 기술 분류를 하기 에 나타내었다.
생분해성 고분자 관련 기술 분류표
마. 제품분류
바. 용도별 응용분야
3. 결 론
최근 들어 우리가 PHA 합성 경로에 대해 더 많이 이해하게 됨에 따라 PHA 합성 / 축적능이 향상되고 값싼 기질을 이용할 수 있는 재조합 PHA 생산 균주의 개발은 전망이 밝다고 보여진다. 재조합 대장균과 다른 여러 기존 PHA 생산 균주들은 유전자 재조합 기술로 개량되어 특수용도, 혹은 범용 플라스틱 대체용의 다양한 물성을 갖는 PHA 및 그의 공중합체의 경제적인 생산에 기여를 하게 될 것이며, 더불어 다른 생분해성 고분자들에 대한 연구가 더욱 활발해져 썩지 않는 플라스틱을 대체하여 심각한 환경문제에 이바지 할 수 있길 기대한다.
4. 참고문헌
가. 21C를 뒷받침할 신소재신재료 (신소재연구회편, 겸지사, 2002, p256~261)
나. PHA 산업화를 위한 생산공정 및 가공기술 개발 (단행본, 과학기술부, 2002)
다. 재조합 미생물에 의한 PHA의 합성 및 생산 (국가생명공학연구센터, 1994)

키워드

Polyhydroxyalkanoates,   PHAs,   전분계 플라스틱 ,   Cellulose acetate,   Poly(vinyl alcohol),   Polycaprolactone ,   Polylactide ,   지방족 폴리에스터