| 초록 |
□ 연구개요 셀룰로오스는 친환경 소재이면서 재생산이 가능하고, 기계적, 화학적 및 생물학적 방법 등 다양한 수단을 통하여 나노화함으로써 중량 대비 다른 소재에 비하여 우수한 강도적 성질을 나타낼 뿐만 아니라 다양한 기능성을 제공할 수 있음이 밝혀짐에 따라 광범위한 분야에서 다양한 응용 시도를 하고 있다. 이와 관련하여 부가가치가 매우 낮은 폐지를 원료로 사용하여 나노셀룰로오스를 제조하고 기존 펄프로부터 제조한 나노셀룰로오스의 성능 및 특성과 비교함으로써 폐지의 고부가가치 자원화의 가능성을 평가하기 위한 일환으로 폐지 중 가장 많이 사용되고 있는 white ledger, KOCC 및 KONP를 원료로 사용하여 나노셀룰로오스 제조 및 평가를 실시하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구를 통하여 3종의 주요 폐지인 white ledger, KOCC(폐골판지) 및 KONP(폐신문지)의 특성을 감안하여 그에 적합한 전처리 조건을 확립하고, 그라인더를 이용한 피브릴화를 통하여 나노셀룰로오스 제조를 시도한 결과 white ledger의 경우에는 주 구성 원료가 화학펄프임에도 불구하고 각질화현상으로 말미암아 버진화학펄프에 비하여 피브릴화의 진행이 지연됨을 확인할 수 있었으나 이와 같이 제조된 나노셀룰로오스의 특성이 버진 화학펄프로 제조된 것과 큰 차이가 없었으며,제지용 첨가제로서의 가능성을 확인하였고, 에어로겔 제조용으로도 충분히 사용될수 있음을 확인할 수 있었다. KOCC의 경우에는 잔류 리그닌이 남아있고, 각질화됨으로써 버진 화학펄프에 비하여 피브릴화가 더욱 어려웠으나 나노셀룰로오스의 제조 가능성을 확인하였다. 비록 제지용 첨가제로서의 사용 시 큰 효과를 얻기 어려웠으나 에어로겔 제조용 원료로서는 충분히 사용될 수 있었고, 자체적으로 어느 정도 소수성을 지니고 있어서 물로부터 기름을 분리해내는 능력이 우수하였다. KONP는 리그닌 함량이 높은 기계펄프를 주원료로 사용한 것이기 때문에 역시 피브릴화의 어려움은 있었으나, 나노셀룰로오스의 제조가 가능하였고, 제지용 첨가제로의 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. □ 연구개발결과의 중요성 폐지는 그동안 재생지 및 재생판지 제조용 원료로만 사용되었고, 가격이 저렴하여 폐지의 재활용을 위한 수집 및 판매에 부정적인 요인을 지니고 있었다. 또한 재생지의 경우 버진펄프로 제조한 종이 및 판지에 비하여 강도가 현저히 낮아 환경보호를 위한 다양한 캠페인에도 불구하고 국민들의 호응을 받지 못하였다. 그러나 본 연구를 통하여 폐지를 원료로 사용한 나노셀룰오스 제조 및 다양한 용도로의 응용 가능성을 확인함으로써 폐지의 고부가가치 자원화의 잠재성을 확인할 수 있었고, 폐지를 단순히 재생지 제조용 원료로만 사용하기보다 나노셀룰로오스와 같은 고기능 고부가가치 소재 제조용 원료로 사용이 가능하게 됨으로써 환경보호에도 상당히 기여할 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
