광주과학기술원(GIST)은 화학과 홍석원 교수 연구팀이 플라스틱의 재료인 폴리올레핀과 기능성 폴리올레핀 등을 합성할 수 있는 고분자 중합용 신규 촉매를 개발했다고 11일 밝혔다.

폴리올레핀은 사슬형·고리형 불포화탄화수소인 올레핀의 중합체로, 다른 소재 대비 값싸고 뛰어난 물성을 가져 플라스틱 재료로 활용되고 있다.

연구팀은 카빈 팔라듐 촉매를 이용, 선형의 높은 분자량의 고분자를 합성하는 데에 성공했다.

또 새롭게 만든 촉매로 실제 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 합성에도 성공했다.

개발 촉매는 카빈 리간드와 팔라듐 전이 금속으로 구성됐다.

높은 전자 밀도와 삼중 고리형의 단단한 구조의 카빈 리간드를 도입함으로써, 고분자 반응에서의 촉매의 열적 안정성과 촉매 활성도 증가했다.

이번 연구성과로 비닐 포장재부터 통신케이블까지 다양한 범위의 플라스틱 활용 가능성도 열었다.

홍석원 교수는 "고분자 중합용 촉매 개발을 위한 신규 리간드 디자인에 중요한 방향을 제시해 더 높은 성능의 촉매가 개발될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 LG화학과 과학기술정보통신부 기후변화 대응기술개발사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

미국 화학회가 발간하는 촉매 분야의 세계적인 학술지인 'ACS Catalysis' 2020년 4월 13일 자 온라인판에 게재됐다.

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