인하대학교 김희중·최우혁 고분자공학과 교수 연구팀이 최근 캐슈넛 생산 과정에서 발생하는 부산물을 활용해 고성능·생분해성 압력민감접착제를 개발했다.

압력민감접착제는 포스트잇, 테이프, 라벨 등 일상생활 전반에 사용되는 소재로, 가벼운 압력으로도 표면에 잘 부착되는 특성이 있다. 하지만 대부분 석유 기반 고분자로 만들어져 재활용 공정에서 접착 얼룩이 남는 문제가 있어 환경 부담 요인으로 지적돼 왔다.

연구팀은 캐슈넛 껍질에서 얻을 수 있는 카다놀(cardanol)을 기반으로 한 새로운 고분자 구조를 설계해 별도의 접착력 보조제 없이도 상용 테이프 수준의 접착 성능을 구현했다. 이 접착제는 온화한 조건에서 빠르게 분해되며 재활용 공정을 방해하지 않는 특성을 보였다.

또한, 고분자 사슬에 유연한 구조를 도입해 표면에 잘 밀착되도록 하면서도 분자 간 결합력을 조절해 접착제 내부의 안정성을 확보했다. 이를 통해 첨가제를 최소화하면서도 강한 접착력과 친환경성을 동시에 달성했다.

이번 연구의 제1저자인 허서정 고분자환경융합공학 전공 박사과정 학생은 고분자 합성부터 접착 성능 및 분해 특성 분석까지 체계적이고 창의적으로 연구를 주도했다. 학부과정부터 생분해성 포장재 관련 창업 등을 통해 교육부장관상을 받는 등 친환경 연구에 큰 관심을 보여온 결과다. 허서정 학생은 “산업과 사회 그리고 환경까지 생각하는 연구를 이어가고 싶다”고 말했다.

이번 연구성과는 환경 재료 화학 최고 권위 SCI(E) 저널인 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’에 ‘Biodegradable polyurethane non-tackifier pressure-sensitive adhesive derived from cashew nut shells’(농업 부산물 기반 고성능 생분해성 압력민감접착제 설계와 재활용 친화적 접착 소재로의 적용)을 주제로 최근 표지 논문으로 게재됐다. 허서정 학생은 해당 연구 결과를 한국 접착 및 계면학회, 한국 고분자학회에서 발표해 최우수 구두 발표상을 수상하기도 했다.

이번 연구는 산업통상자원부 산하 한국산업기술기획평가원, 한국연구재단, 현대자동차의 지원을 받아 수행됐다.

김희중 인하대 고분자공학과 교수는 “이번 연구는 버려지는 농산물 부산물을 활용해 일상 소재의 환경 부담을 줄일 수 있음을 보여준 사례”라며 “향후 친환경 포장재, 테이프, 라벨 등 다양한 산업 분야로의 확장을 기대하고 있다”고 말했다.

한편, 김희중 교수는 친환경 접착소재 연구뿐 아니라 ‘BK21 미세플라스틱 전주기 제어 융합 교육연구단’, ‘화이트바이오산업 전문인력양성사업’, ‘현대자동차 ELV 규제 대응 재활용’, ‘폐배터리 재활용을 위한 고분자 소재 개발 개인 기초 연구 사업’, ‘자원순환형 전자소재 연구소’ 등에 참여하는 등 다양한 친환경 고분자 연구를 수행하고 있다.

[ 경기신문 /인천= 윤용해 기자 ]