PE필름의 분해기간 및 토양오염과의 관계

소개글

PE필름의 분해기간 및 토양오염과의 관계에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

원가 절감의 이점이 있다.
3.5 복합 분해성 고분자(Oxidatively-Degradable Polymers)
기존 생분해성 제품의 제품 응용 및 생산성 저하, 광분해제품의 단점, 고가의 합성 고분자 제품의 단점을 보완하여, 기존 양산설비 사용, 제조원가 절감, 강도 등 물성이 약한 단점 극복 등을 통한 실용화 기술로 전세계적으로 기술 개발이 활발하다. 기본 범용 플라스틱에 생분해성 수지, 분해첨가를 사용하여 제품을 생산하고 그 분해 메커니즘은 열, 광, 미생물, 효소, 화학 반응 등의 복합적 분해 작용에 분해가 촉진되는 기술이다.
그 분해 메커니즘은 다음과 같다.
- 1단계 : 분해성 고분자의 직접분해(붕괴 상태)
- 2단계 : 온도, 화합물, 광, 산소 등에 의한 자동산화 등 화학분해 (분자량 감소 및 미립자로 분해)
- 3단계 : 미생물 및 효소에 의한 완전분해 (최종적으로 물, 이산화탄소 및 바이오매스)
화학분해성 고분자는 생붕괴성, 생/광분해, 복합분해 등을 포함하는 개념으로 기존 생붕괴성, 생광분해의 단점으로 지적된 완전 분해까지 분해기간을 1년～5년으로 단축하기 위해 분해 촉진제를 사용하여 생분해성이라기 보다는 퇴비화라는 측면에서의 신개념 분해성 플라스틱이다. 현재 그 물성, 원가, 분해 기간 조절의 장점 등이 부각되어 연구 개발, 제품화가 활발하다.
3.6 광분해성 고분자(Photo Degradable Polymers)
광분해성 플라스틱은 기본적으로 태양광선의 자외선에너지를 이용, 고분자 고리를 끊어 수지의 물리적 성질을 저하시키고 궁극적으로 분자량이 낮게 되어 분해되는 플라스틱을 의미한다. 광분해 플라스틱은 자외선 안정제와 광분해 활성제 이 두가지 성분을 조화있게 활용, 원래의 물리적 성질을 유지하면서 원하는 일정기간에 분해가 가능하도록 만든 플라스틱의 일종이다. 광분해 플라스틱의 분해에 이용되는 빛에너지는 보통 290nm ～ 315nm 사이의 자외선이다. 모든 플라스틱은 각기 고유속도로 서서히 광분해되는 데 그 화학적 구조에 따라 자외선을 잘 흡수하는 것과 그렇지 못하는 것이 있다. 광분해성 고분자는 금속 이온계 고분자 마스터배치 첨가형, 비닐 케톤계 공중합 MB 첨가형, 에틸렌-일산화탄소 공중합체가 있다. 고분자 마스터배치 첨가형은 전이 금속을 첨가하여 금속 이온이 고분자쇄중 산화로 생성된 peroxide나 carboxyl기의 분해 촉매 작용을 일으킨 것이다. 비닐 케톤계 공중합 MB 첨가형과 에틸렌-일산화탄소 공중합체형 고분자는 고분자에 자외선 흡수 관능기 (EI-CO)가 도입되었다
광분해 플라스틱에 관한 연구는 1970년대부터 시작되어 미국 DOW, Dupont, Unioncarbide등의 회사는 일산화탄소와 PE를 공합하여 E/CO 분해 화합물을 만들었고, 이후 캐나다 토론토대학의 Guillet 교수와 1978년 영국 대학의 G. Scott 교수는 광분해성 플라스틱을 개발, 제조 하였다. 이런 종류의 광분해성 플라스틱은 가공성과 분해 성능면에서 아직 부족하여 G. Scott는 이스라엘의 Dan Gilead와 합작하여 Plastopil사를 만들고 여기에서 Fe와 Ni등을 배합 사용하는 광분해기술을 개발하였다. 그러나 이 기술 역시 광분해후 베이스폴리머가 토양내 장기간 남아있어 토양 오염을 완전히 해결하지는 못하였다.
*기타 분해성 플라스틱의 범주와는 구별이 되고 있지만, 기존의 붕괴성은 전분 등의 녹말첨가형과 지방족 폴리에스테르 첨가형이 있다. 녹말 첨가형은 범용수지에 녹말을 첨가하여 녹말이 생분해되어 고분자가 분해되는 것이다. 쓰레기봉투, 쇼핑백, 기저귀 커버, 기타 일회용 포장재 등이 이러한 고분자로 만들어져 있다. 지방족 폴리에스테르 첨가형 고분자는 폴리카프로락톤 (polycaprolactone)과 일반 범용 수지와의 blend 고분자이다. 이와 같은 방법으로 만들어지는 붕괴성 고분자는 활발히 연구 개발되고 있으며, 그 산업성 활용이 다른 분해성 고분자에 비하여 신속히 진행되어 왔다. 현재 미국에서는 PE에 전분을 적게는 6%에서 많게는 90%까지 섞는 붕괴성 고분자가 실용화되고 있는데, 이는 잉여농산물 이용과 석유자원의 절약이라는 측면에서 기대가 크다. 전분을 충전한 붕괴성 고분자는 완전한 분해가 이루어지기까지 매우 오랜 기간이 필요하지만, 사회적 필요와 정부 및 지방자치단체의 법적 규제에 대한 대응책으로서 연구개발과 그 산업화를 가속시켜 쓰레기 봉지나 쇼핑백 이외의 각종 일회용 제품에도 그 실용화를 확산시킬 움직임을 보이고 있다. 그러나 정확한 분해시기의 제어방법과 2차 잔유물의 유무에 대한 논란이 지속되고 있어 향후 이 분야에 대한 분해도 평가방법이나 용어 정의가 구체적으로 통일되어야 할 것이며, 현재의 생산가격을 더 낮출 수 있어야만 실용화를 앞당길 수 있을 것이다.
구분 광분해성 플라스틱
Photo-
Degradable Plastic
산화분해 플라스틱
Oxidatively-
Degradable Plastic
가수분해 플라스틱
Hydrolytically-
Degradable Plastic 생분해 플라스틱
Bio-
Degradable Plastic
내용 태양광과의 화학
반응에 의한
분해성 플라스틱
온도 등의 영향에
의한 산화반응에 의해
분해되는 플라스틱 가수분해반응에 의해
분해되는 플라스틱 미생물, 효소 등에 의해
분해되는 플라스틱
4. 분해성 관련 용어 정의
(1) 생분해성 플라스틱(Biodegradable Plastic) : 자연계에 존재하는 미생물에 의하여 물과 이산화탄소 및 미량의 무기염류로 완전 분해되는 수지로서 제품의 사용단계에서 통상의 수지와 마찬가지로 사용될 수 있으나 사용 후 매립 또는 퇴비화 조건에서 생분해되는 수지
(2) 복합분해 플라스틱(Multi Degradable Plastic) : 전분 혹은 생분해성 수지와 난분해성 수지(PE, PP 등의 일반 수지) 및 분해 촉진제를 첨가하여 최종적으로 완전 분해되는 수지. 화학 분해, 생붕괘, 생광분해라는 용어가 모두 사용되고 있으나 본 원고에서는 복합분해라는 용어로 통일 사용
(3) 천연물계 제품(Natural Organic Product) :

키워드

PE필름의 분해기간 및 토양오염과의 관계,   PE필름의 분해기간