사업화 유망기술

[자원순환] 폐폴리우레탄을 재활용한 고 기능성 복합 고분자 재료

폐폴리우레탄 재활용 가능 기술

본 기술은 폐폴리우레탄을 재활용하여 고 기능성 복합 고분자 재료 제조 기술임

보유기관 : 한국원자력연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 폐폴리우레탄을 활용하여 합성 고분자를 제조할 수 있음

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
소수성 단량체가 그래프트된 폴리우레탄의 제조방법 10-1837583
방사선을 통해 폐 폴리우레탄을 이용한 폴리올레핀계 고분자를 개질하는 방법 및 그에 의해 개질된 폴리올레핀계 고분자 10-1590944

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 폐폴리우레탄 재활용 기술임

- 폐폴리우레탄에 소수성 고분자를 그래프트(Graft)함으로써 폴리우레탄의 열적내열성과 기계적 성능 향상이 가능함

대표도면

[스티렌(Styrene)이 도입된 폴리우레탄 전자현미경 사진]

기술의 필요성

- 재사용 시 입자의 크기가 너무 커서 가공성이 현저히 떨어짐

- 다른 고분자의 충진제로 사용하기에도 물성 향상을 기대하기 힘듦

- 화학적 재활용 방법은 많은 촉매를 사용해야 하고 고온에서 장시간 반응을 해야 함

기존기술대비 우수성

- 소수성 단량체 그래프팅으로 폴리우레탄과 폴리프로필렌의 계면 사용성 향상

- 폴리우레탄의 내한성 개선(-20℃ 와 상온에서 유사한 물성 유지)

- 폴리우레탄의 내열성 개선(고밀도 폴리에틸렌 열수축성 4배 이상 향상)

기술 구현 내용

본 폐폴리우레탄을 재활용한 고 기능성 복합 고분자 재료 제작은 아래와 같이 구현됨

- 폐폴리우레탄을 유기 용매에 용해

- 폐폴리우레탄이 용해된 유기 용매에 소수성 단량체인 스타이렌 추가 및 혼합

- 폐폴리우레탄과 스타이렌 혼합물에 방사선 조사

- 방사선 조사된 스타이렌 혼합 폴리우레탄을 메탄올에 침전시킨 후 진공 건조

기술동향

- ‘18년 자원순환기본법 시행에 따라 폐기물을 소각 또는 매립하는 경우, 폐기물부담금이 부과 되고 있으며 따라서 이와 관련된 재활용 기술 개발이 진행되고 있음

- 기존 폐냉장고에서 발생하는 폐폴리우레탄 재활용뿐만 아니라 폐자동차의 시트폼, 매트리스, 가구류, 신발류 등 미활용 폐폴리우레탄 자원의 재활용을 위한 추가 연구개발이 진행되고 있음

시장동향

- 현재, 국내 매년 폐냉장고에서 연간 2만톤의 폐폴리우레탄이 발생하며 소각비용은 연간 약 50억이 소요되고 있음

- 폐냉장고에 포함된 우레탄폼 단열재는 적절하게 재활용할 방법이 없어 단순 소각하는 과정에서 발생하는 유독가스로 인한 2차 환경오염이 발생함

[국내 폐냉장고 기준 폐폴리우레탄 발생량]

산학협력 희망분야

- 공동연구(Joint R&D), 기술이전(매각) 또는 라이센싱(Technology Transfer or Licensing)
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