플라스틱 재활용 해결방법, 전북대 학부생이 찾았다! -탄소섬유강화플라스틱 사축압출 공정으로 문제 규명 -재활용 가능하고 기존 대비 77% 향상된 기계적특성 발견

 

 

전북대학교 학부생이 자동차, 항공, 방위산업, 스포츠 등 많은 분야에 활용되고 있는 탄소섬유강화플라스틱의 재활용을 해결한 논문을 발표해 관련 학계가 주목하고 있다. 탄소섬유강화플라스틱은 기지재인 에폭시의 열경화성 특성으로 인해 재활용이 어렵다.

전북대 유기소재섬유공학과 4학년 최우성 학부생은 탄소섬유강화플라스틱 재활용의 어려움을 해결하고 기계적 특성을 극대화할 수 있는 방안을 찾아 연구 성과를 국제 저널에 제1저자 논문으로 게재했다. 
이번 논문은 ‘Optimized mechanical properties of carbon fiber reinforced thermoplastics by tuning polymer chain length based on quad-screw extrusion’라는 제목으로 SCIE급 저널 『Polymer Composites』 최신호에 게재됐다.

최 학부생은 플라스틱 중 저렴한 가격에도 준수한 기계적 특성을 나타내는 ‘폴리프로필렌’을 사축압출공정을 통해 기존의 문제를 해소할 수 있음을 규명했다.
 
기존 에폭시를 활용한 열경화성 탄소섬유강화플라스틱은 재활용이 어렵다는 담점이 있었다. 이를 극복하기 위해 열가소성 플라스틱을 적용했는데, 높은 용융점도 및 낮은 흐름성으로 인해 기계적 특성 향상에 한계가 있어왔다.

 최 학부생은 이번 연구에서 사축압출 공정으로 열가소성 플라스틱의 일종인 폴리프로필렌의 흐름성이 최적화되는 분자량이 있음을 발견하고 이를 통해 기존 대비 인장강도가 77% 향상된 기계적 특성을 달성했다.

최우성 학생은 “학부생으로 연구실에서 보낸 2년 반 동안의 노력이 결과로 나타났다”며 “앞으로 대학원에 진학해서도 학문적 탐구와 연구 능력을 길러 우수한 연구자로 성장해 나가겠다”고 말했다.

한편 이번 연구는 산업통상자원부 및 한국산업기술기획평가원(KEIT)의 K-Carbon 플래그십 기술개발 사업(RS-2024-00417957)의 지원을 받아 수행됐으며, 김기훈 석박통합과정생(전북대 탄소융복합재료공학과, 지도교수 김성륜)이 공동 저자로 참여했다. /김윤상 기자