썩는 플라스틱, 바이오 플라스틱

 

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 전세계를 휩쓸면서 생분해 플라스틱 얘기가 부쩍 늘었습니다. 집안에서 활동하는 시간이 늘어나고 밥도 집으로 배달해서 먹고, 쇼핑은 인터넷으로 하다 보니까 각종 포장재, 플라스틱 용기가 늘어나면서 썩는 플라스틱에 대한 관심도 커졌다고 합니다.

기업들도 썩는 플라스틱 기술 개발에 한창입니다. 얼마 전 국내 화학 1위 기업인 LG화학이 합성수지와 동등한 수준의 기계적 물성과 투명성을 구현하는 옥수수 성분의 생분해 신소재를 개발했다고 합니다. 유통 대기업 CJ제일제당도 두부 묶음 제품에 생분해 비닐 소재를 사용한다고 했습니다. SK그룹 계열사 SK종합화학도 코오롱인더스트리와함께 생분해성 플라스틱을 올해 3분기 안에 출시한다고 했습니다. 화학소재기업 휴비스는 썩는 PET(페트)를 개발해 상용화에 성공했다고 합니다.

 

생분해 플라스틱은 보통 바이오 플라스틱으로 부르기도 합니다. 녹말이나 사탕수수 등 바이오 물질이 절반 이상 차지하는 플라스틱입니다. 생분해는 바이오 플라스틱의 특징 중 하나입니다. 석유나 석탄 같은 화석연료에서 뽑아낸 플라스틱이라도 생분해가 가능하면 바이오 플라스틱이라고 합니다. 또 바이오 기반 플라스틱이라는 것도 있습니다. 기존 플라스틱에 바이오 매스를 섞는데 생분해 플라스틱보다는 그 함유량이 적습니다. 이렇듯 바이오 플라스틱 종류는 일반 플라스틱 만큼이나 많습니다.

 

가장 널리 그리고 상대적으로 쉽게 찾아볼 수 있는 것이 PLA(Poly Lactic acid)입니다.

대개 옥수수 전분이나 사탕수수를 먹인 미생물의 분비물을 정제해 젖산을 얻어내고 이를 정제해서 화합물로 만듭니다. 사실 우리가 어떻게 만드는 지까지 알 필요는 없을 듯 합니다. 보통 PLA는 얇은 비닐 포장재로 많이 사용돼요. 빵 포장지 같은. 국내에서는 SKC가 주로 만든다고 하네요.

PHA(Poly hydroxy alkanoate)라는 것도 있습니다.

우리에게는 해양에서 100% 생분해되는 플라스틱 소재로 알려져 있는데요. 미생물에 동·식물성 기름을 먹여서 분비되는 물질로 만듭니다. 다양한 물성을 가진 물질로 합성할 수 있다는 점에서 현재로서는 가장 친환경에 가까운 바이오 플라스틱으로 인정받고 있다고 합니다. 다만 PLA보다는 높은 기술력이 있어야 된다고 합니다. 그래서 미국의 대니머 사이언티픽과 일본의 카네카가 시장을 주도한다고 합니다. 국내에서는 CJ제일제당이 생산설비를 갖춰놓고 있습니다.

 

SK종합화학과 코오롱인더스트리가 생산하기로 한 PBAT(Polybuthylene Adipate-co-Terephthalate)는 PLA나 PHA와 달리 화석연료를 특별한 공정을 통해 생분해될 수 있도록 만든 제품입니다. 플라스틱은 고분자 물질입니다. 중합체(Polymer)라고 불리는데요. 많은 플라스틱이 단위체(monomer) 여럿이 모여 얽혀 있어서 분해가 쉽지 않습니다. 얽힌 실타래를 군데군데 끊어준다면 분해가 쉽겠죠? PBAT는 이 중합체를 선처럼 만들어놨습니다. 그래서 일반적으로 그물 형태의 중합체를 가진 플라스틱보다 훨씬 분해가 빨리 일어난다고 하네요. 비닐 주머니나 필름 등에 주로 사용됩니다.

 

이외에도 TPS(thermoplastic starch·열가소성 녹말), AP(aliphatic polyester·지방족 폴리에스터), CA(cellulose acetate·셀룰로즈 아세트산) 등도 생분해 플라스틱입니다. 이런 생분해 플라스틱 중 현재 가장 많이 쓰이는 건 PLA입니다.

 

전세계 바이오 플라스틱 중 PLA가 차지하는 비중이 지난해 기준 18.7%를 차지한다고 해요. PBAT는 13.5%, PHA는 1.7% 정도입니다.

 

 

생분해라는 장점을 갖고 있지만 사실 생분해 플라스틱은 전체 플라스틱의 1% 정도밖에 사용하지 않고 있다고 합니다. 우리 주변에는 얼마나 있을지 궁금해서 에디터 집 근처에 있는 마트 식료품, 생필품 진열대를 살펴봤습니다. 그런데 썩는 플라스틱을 사용한 제품은 친환경 빨대와 다시백, 두부 묶음 포장재 밖에 찾을 수가 없었습니다. 확산의 가장 큰 걸림돌이 비싼 가격과 물질의 성질이 기존 플라스틱을 대체하기 어렵기 때문라고 합니다.

 

예를 들어 현재 가장 많이 쓰이는 PLA는 페트(PET)처럼 투명하고 비슷한 강도를 갖고 있습니다. 하지만 유리전이온도(57~58℃)가 낮아 열 변형이 심하고 낮은 온도에서는 부서지기도 합니다. 방수 기능도 떨어져 대체로 수명이 짧은 포장재에 많이 사용됩니다.

 

또 다른 예로 일반적으로 사용되는 비닐 봉지는 LDPE(Low Density Polyethylene)라는 재질로 만듭니다. 우리가 주방에서 쓰는 랩이나 지퍼백도 동일한 소재입니다. 비닐 봉지는 손가락으로 문질러보면 부드럽습니다. 그런데 PLA는 바스락거리고 딱딱한 느낌이 강합니다. PLA를 일반 비닐 봉지로 사용할 수 없는 이유입니다.

또 우리가 입는 옷도 플라스틱 재질이 많습니다. 대개 나일론이나 폴리에스터라는 소재가 많습니다. 옷은 적어도 몇 해는 입어야 하는데 잘 썩는 플라스틱으로 만들면 옷에 구멍이 뚫릴 수도 있습니다. 그래서 섬유 업계에서는 이를 대용할 수 있는 생분해 나일론이나 PET 옷감을 개발해서 사용하려고 하고 있습니다. 썩는 PET를 개발한 휴비스 관계자는 “잘 썩는 것과 오래 입을 수 있는 것과의 균형을 찾는 것이 참 어렵다”고 말하기도 했습니다.

꾸준히 사용처를 늘려 판매가격이 일반 플라스틱과 비슷한 PLA와는 달리 PHA는 가격이 문제라고 합니다. 일반 석유 화학 플라스틱보다 2배 이상 비싸답니다. 미국의 대니머나 일본의 카네카는 PHA를 킬로그램 당 4.5~5.5달러에 팔고 있습니다.

 

 

[지구용]썩는 플라스틱, '바이오 플라스틱'을 아시나요?