플라스틱 폐기물 발생은 2040년 1.3 billion ton으로 추정된다. 플라스틱 폐기물의 축적과 이로 인한 환경오염을 줄이기 위해 합성고분자를 대체할 수 있는 생분해성 바이오 플라스틱의 개발이 시급하다.

바이오 고분자 중에 폴리락트산 (poly(lactic acid), PLA)은 열가소성 합성고분자와 유사한 가공성과 물성을 갖고 있어 기존에 설계된 산업용 플라스틱 장비를 이용한 고분자 가공이 가능하여 상대적으로 생산 비용이 낮고 가장 많은 관심을 끌고 있는 생분해성 고분자 중 하나이다.

NatureWorks, Total Corbion PLA, BASF, Novamont, 및 Mitsubishi Chemical 등 글로벌 기업들이 PLA 시장을 주도하고 있는데 특히 NatureWorks는 분리정제 비용 최소화, 생산 비용절감 및 제품 다양성 확보 등을 통해 석유기반소재 수준의 높은 가격 경쟁력을 확보하고 있다. 국내에서는 SK이노베이션, SK케미칼 등 대기업을 중심으로 PLA 생산 기술을 확보하여 사업적 가능성을 타진하고 있으며 특히 SK케미칼은 PLA 기반의 ECOPLAN FLEX 제품 판매를 시작하여 PLA 기반 바이오 블렌드 필름 및 시트 소재, 의료용 소재, 식품용기 소재 생산에 나서고 있다*. *특허10-2014-0033079, 10-2014-0024371, 10-1478999, 10-2013-0058899 등 참조

본 연구에서는 기존의 범용 플라스틱을 대체할 수 있는 수준까지 PLA 소재의 기계적 물성을 향상시키고 복합소재 제조기술을 확보하여 고기능성 제품 적용까지 목표로 한다. 이 기술의 핵심은 제2고분자 도입을 통한 입자분산 제어이다. 입자는 다성분계 내에 상 (phase) 간 열역학적 친화도 차이, 입자와 상 간의 젖음성 제어를 근간으로 입자의 자기응집 (self-induced particle aggregation)을 유도한다. 제2고분자의 첨가와 복합소재 가공기술을 통한 입자분산 구조 (배열 형상)를 제어함으로써 보다 적은 양의 입자로도 복합소재 내의 입자 네트워크구조를 형성하는 기술이다.