‘캐슈넛 부산물’ 활용 생분해성 접착제 개발

일상생활에서 흔히 쓰이지만 재활용의 걸림돌로 지적되어온 접착 소재를 농업 부산물로 대체할 수 있는 길이 열렸다. 인하대학교 고분자공학과 김희중·최우혁 교수 연구팀은 캐슈넛 생산 과정에서 버려지는 껍질을 활용해 고성능·생분해성 압력민감접착제(PSA)를 개발했다고 23일 밝혔다.

압력민감접착제는 포스트잇, 테이프, 라벨 등 우리 주변에서 광범위하게 사용되는 소재다. 가벼운 압력만으로도 표면에 즉각 부착되는 편리함이 있지만, 대부분 석유 기반 고분자로 제작되어 재활용 과정에서 제거가 어렵고 표면에 얼룩을 남기는 등 환경 오염의 원인 중 하나로 꼽혀왔다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 캐슈넛 껍질에서 추출한 천연 페놀 화합물인 ‘카다놀(cardanol)’에 주목했다. 카다놀 기반의 새로운 고분자 구조를 설계함으로써, 기존 석유계 제품에서 필수적이었던 별도의 접착력 보조제(Tackifier) 없이도 상용 테이프에 필적하는 접착 성능을 구현하는 데 성공했다.

특히 이번에 개발된 접착제는 온화한 조건에서도 빠르게 분해되는 특성을 갖춰, 제품 재활용 시 접착 성분이 남지 않아 자원 순환 효율을 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.

기술적으로는 고분자 사슬에 유연한 구조를 도입해 피착제 표면과의 밀착력을 높이는 동시에, 분자 간 결합력을 정교하게 조절해 내부 안정성까지 확보했다. 이를 통해 첨가제를 최소화하면서도 ‘강한 접착력’과 ‘친환경성’이라는 두 마리 토끼를 잡았다는 평가다.

이번 연구의 제1저자인 허서정 박사과정 학생은 학부 시절부터 생분해성 포장재 관련 창업으로 교육부장관상을 받는 등 친환경 소재 연구에 매진해 왔다. 그는 고분자 합성부터 성능 분석 및 분해 특성 검증까지 연구 전 과정을 주도하며 이번 성과를 이끌어냈다.

연구 결과는 환경 및 재료 화학 분야의 세계적 권위지인 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’에 ‘농업 부산물 기반 고성능 생분해성 압력민감접착제 설계와 재활용 친화적 접착 소재로의 적용’이라는 주제로 게재되었으며, 그 학술적 가치를 인정받아 표지 논문으로 선정됐다.

김희중 인하대 교수는 “이번 연구는 버려지는 농산물 부산물을 고부가가치 소재로 전환해 일상 소재의 환경 부담을 획기적으로 줄일 수 있음을 증명한 사례”라며 “앞으로 친환경 포장재, 테이프, 라벨 등 다양한 산업 분야로 기술 적용을 확대해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 산업통상부 산하 한국산업기술기획평가원, 한국연구재단, 현대자동차의 지원을 받아 수행되었으며, 연구에 참여한 허서정 학생은 관련 성과를 국내 주요 학회에서 발표해 최우수 구두 발표상을 수상하는 등 대내외적으로 연구 역량을 인정받고 있다.