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[국내 학위논문]
플라스틱 사용량이 증가함에 따라 폐기되는 플라스틱 또한 증가하고 있다. 이에 따라 수환경으로의 플라스틱 유출이 증가하고 있는데 플라스틱은 물리적, 화학적인 요인으로 인해 크기가 작은 플라스틱 조각으로 분해된다. 분해된 플라스틱은 미세플라스틱으로 불리는데 미세플라스틱은 수중 환경에 유출된 다양한 종류의 오염물질과 흡착하여 생물체에 섭취되기도 한다. 이러한 결합은 플라스틱의 특성 및 흡착되는 오염물질에 따라 생물체에 각기 다른 독성 영향을 미치는데 이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 
 본 연구에서는 미세플라스틱과 니켈의 흡착으로 인한 물벼룩 급성 복합 독성을 관찰, 비교하였다. 또한 미세플라스틱의 경우 카르복실기 작용기를 가진 미세플라스틱(PS-COOH)과 작용기가 없는 미세플라스틱(PS)을 이용하여 작용기가 니켈에 미치는 영향을 연구하였다. 급성 독성 시험은 4가지로 분류하여 진행되었는데 1) 단일물질의 독성을 시험한 개별독성시험, 2) 미세플라스틱의 농도를 고정시킨 니켈과 미세플라스틱의 복합독성시험, 3) 농도를 고정시킨 니켈과 미세플라스틱의 복합독성시험, 4) 니켈과 미세플라스틱의 농도가 달라지는 복합독성시험이다. 독성종말점으로는 물벼룩의 유영 장애 발생을 관찰하였고 유영 장애 발생률을 기록하여 반수영향농도(EC50)를 산출하였다. 복합독성시험의 경우 독성평가 결과를 바탕으로 독성단위모델(TU model)을 이용하여 복합독성의 EC50mix를 산출하였다.
 연구 결과, 개별독성시험의 경우 니켈의 EC50은 3.85mg/L, PS의 EC50은 42.78mg/L, PS-COOH의 EC50은 36.65mg/L로 작용기가 있는 경우 물벼룩에 더 높은 독성을 발현하는 것이 나타났다. 미세플라스틱 농도를 고정한 니켈-미세플라스틱 복합독성시험 결과, EC50mix값이 PS의 경우 1.33, PS-COOH의 경우 0.96로 나타났다. 니켈 농도를 고정한 니켈-미세플라스틱 복합독성시험을 통해 산출된 EC50mix는 PS가 1.16, PS-COOH가 1.05로 나타났다. 두 개 물질의 농도가 모두 달라지는 니켈-미세플라스틱 복합독성시험 결과로는 PS의 EC50mix가 1.07로, PS-COOH의 EC50mix가 0.78로 나타났다. PS-COOH의 경우 니켈이 PS-COOH과 함께 물벼룩에 노출되었을 때, 니켈만 노출되었을 때보다 독성이 증가되는 것이 확인되었고, 반대로 PS의 경우 니켈이 PS와 함께 노출되었을 때 니켈의 독성이 완화되는 것이 확인되었다. 또한 미세플라스틱이 존재하는 경우 물벼룩 체내의 니켈 농도가 증가하는 것을 관찰하였는데, 이는 미세플라스틱에 니켈이 흡착되어 섭취되었기 때문인 것으로 사료된다.
 본 연구에서는 미세플라스틱의 작용기에 따라 니켈의 독성이 변화하는 것을 확인하였고, 물벼룩의 니켈 섭취량 또한 변화하는 것을 확인하였다. 이를 통하여 미세플라스틱의 특성에 따라 같은 오염물질이라도 독성이 변화한다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 앞으로의 연구에서는 다양한 종류의 미세플라스틱과 특성이 다른 오염물질에 대한 독성연구가 필요할 것으로 판단된다.
[국내 학위논문]
본 연구에서는 전남 일대 3개소 염전 생산과정 저수지, 1차 증발지, 2차 증발지, 함수창고의 염수에서 미세플라스틱의 존재유무를 확인하고, 천일염 생산에 사용되는 염수에 인위적으로 제조한 미세플라스틱을 첨가한 후 50 μm Fiber filter(FF), 5, 10, 20 μm Star plated filter(SF), 6 μm Paper disk filter(PF), 5 μm Polypropylene disk filter(PPF)들을 이용하여 여과된 염수의 미세플라스틱 저감화를 관찰하였다. 또한 필터장치들을 이용하여 여과된 염수로 제조된 천일염에서 미세플라스틱이 얼마나 영향을 주는지 분석하였다. 저수지, 1차 증발지, 2차 증발지, 함수창고의 염수에서 미세플라스틱의 여부를 분석한 결과 UV-light와 형광현미경에 의해 미세플라스틱으로 추측 되는 입자들을 육안으로도 확인했다. 그리고 Ranman spectroscopy를 이용하여 Polypropylene(PP), polystyrene(PS)으로 추측되는 입자를 선택하여 입자의 Spectrum을 Raman에 저장되어 있는 Polypropylene Spectrum과 Polypropylene Spectrum을 이용하여 서로를 매치하여 Polypropylene(PP), Polystyrene(PS)인 것을 확인하였다. Particle counter analysis에서 Control(867개)과 비교하여 필터장치 모두 미세플라스틱을 감소시키는 것을 확인했으며 6 μm Paper disk filter(PF)가 12개(98.61 %)로 가장 높게 감소되었으며, 그 다음으로는 5 μm star plated filter(SF)가 51개(94.07 %)로 2번째로 높게 감소되는 것을 확인할 수 있었지만 20 μm Star plated filter(SF)에서 107개(87.66 %), 5 μm Polypropylene disk filter(PPF)에서 271개(68.74 %)로 낮게 감소되는 것을 확인하였다. UV-light와 형광현미경을 사용하여 육안으로 볼 때 Control과 비교하여 전체적으로 미세플라스틱이 감소되었지만 20 μm Star plated filter(SF)와 5 μm Polypropylene disk filter(PPF)에서 미세플라스틱 입자 의 수가 많은 것을 볼 수 있었다. 필터장치를 이용하여 생산된 천일염에서 색도 및 미네랄 함량의 변화를 분석한 결과 색도는 Control과 비교하여 필터 장치에 의해 생성된 천일염들은 Control보다 낮은 Ｌ값을 나타냈으며 ａ값, ｂ값은 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이는 Control에 들어있는 미세플라스틱에서 높은 Ｌ값을 나타내는 것으로 판단되며 필터 장치에 의해 생성된 천일염에서는 미세플라스틱이 감소되었기 때문에 Ｌ값이 낮게 나타나는 것으로 판단된다. 미네랄 함량을 비교한 결과 Mg, Na, Cu 함량은 유의한 차이를 나타내지 않았다. K 함량은 Control과 비교하여 10 μm Star plated filter(SF)와 6 μm Paper disk filter(PF)에서 K 함량이 높았으며 다른 필터 장치들에 의해 생산된 천일염은 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. Ca, Fe 함량은 Star plated filter(SF)에 의해 생산된 천일염이 높은 함량을 나타냈다. UV-light와 형광현미경에 의해 미세플라스틱으로 추측 되는 입자들을 육안으로도 관찰한 결과 필터장치를 이용하여 생성된 천일염들 모두 Control과 비교하여 미세플라스틱이 감소하는 것을 육안으로 확인하였다. Cellulose nitrate membrane에서 인위적으로 첨가된 Styrofoam(ST)은 Ranman spectroscopy으로 확인할 수 없었다. 20 μm Star plated filter(SF)와 5 μm Polypropylene disk filter(PPF)를 이용하여 생산된 천일염에서 미세플라스틱의 비율은 다른 필터들을 이용하여 생산된 천일염과 비교하여 높게 나타나는 것을 확인했다. 본 연구를 통해 필터 장치는 천일염 제조 공정에 존재하는 미세플라스틱을 감소시키는데 효과적인 것을 보여주었으며 이 연구에서 사용된 필터 시스템은 사회적으로 논란이 되고 있는 미세플라스틱의 감소와 천일염의 안전을 위한 효과적인 도구가 될 것으로 믿어진다.
[국내 학위논문]
플라스틱은 오늘날 우리 일상생활에서 필요한 소재로 생활하는데 없어면 불편함을 느낄정도로 없어서는 안될 소재로 그 범위는 점차 넓혀 가고 있 어며 우수한 성질 때문에 다양한 산업에 소재에 활용되었어나 플라스틱의 분해되지 않는 성질로 인해서 환경문제를 일으키고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 각국에서 연구서, 산업협력을 통해서 친환경 소 재의 플라스틱도 개발을 하기 시작하고, 학문으로 부각 하기 시작 했다. 분해성 플라스틱에는 생붕괴성 플라스틱, 광분해성 플라스틱, 생분해성 플 라스틱으로 나누어지는데, 생분해성 플라스틱 종류에는 천연고분자, 미생물 합성계고분자, 합성계 고분자, 광∙생분해고분자가 있어며 각 국가에서 다양 한 연구를 진행되고 있다. 그러나 여러산업에서는 친환경 소재를 이용할려는 노력이 있어나 의료기기 인 Non PVC Bag 링겔은 PVC 소재를 사용하다가 PVC가 인체가 유해해 서 Non PVC (PP)로 전환한 이후 다른 다양한 소재가 플라스틱을 분해하 는 연구가 진행하고 있지만, 현재 의료기기인 Non PVC Bag은 그 이후 개 발은 미비하고 그 자료가 충분히 하지 못해 생분해성 플라스틱에 전반으로 설명하고 있다. 앞으로 Non PVC Bag도 제조업도 환경에 대한 문제를 인식하여 환경 및 연구에 관심을 가질것으로 기대한다.
[국내 학위논문]
Micro-plastic marine debris is an emerging marine environmental issue. These small particles of plastic debris can be widely distributed and be more likely ingested by marine life with decreasing size. Information about the abundance and spatiotemporal distribution of micro-plastics is essential for the development of management strategy. However, relevant data have not been well documented because micro-plastic surveys require much more time, labor, and technical support in comparison with surveys of larger debris. The purpose of this study is to determine relationships among the abundances of macro-, meso-, and micro-plastic debris size classes to provide insights for the development of efficient micro-plastic survey methods.
 
 Plastic debris on six beaches near the Nakdong River Estuary and east coasts of Geoje island, Korea, was sampled in May and September 2012. Collected plastic debris was classified into four types, of intact plastic, Styrofoam, fragment, other foamed plastics and three size groups, of micro (1∼<5 mm), meso (5∼< 25 mm), and macro (≥25 mm). Abundance and weight were measured for each type and size group of plastic debris. Relationships between the abundances of size groups were statistically examined using Spearman's rank correlation coefficient. 
 
 Average abundances of macro-, meso-, and micro-plastics on six beaches in the first survey in May, 2012, were 1, 239, and 8,205 particles/㎡, respectively. Average weights were 11 g/㎡ for macro-, 16 g/㎡ for meso-, and 7 g/㎡ for micro-plastics. Average abundance of macro-plastics observed in the second survey in September, 2012, was 1 particles/㎡, that of meso-plastics 237 particles/㎡, and that of micro-plastics 27,606 particles/㎡. Average weights of macro-, meso-, and micro-plastics in the second survey were 15, 26, 32 g/㎡, respectively. Styrofoam was the most abundant plastic debris both in micro- and meso-size groups, while intact plastics were the most common item in macro-plastic debris. Composition of plastic debris was significantly different between the first and second surveys, while their abundance and weight were not.
 
 The most strong correlation between size groups was found in the abundances of meso- and micro-plastics. Correlation between the abundances of macro- and meso-plastics was higher than that between macro- and micro-plastics. This study demonstrated that considering the difficulties involved in surveys of very small plastic debris, meso-size plastic debris could be used for rapidly assessing micro-plastic pollution on beaches in Korea.
[국내 학위논문]
[국내논문]
The issue of micro-plastic pollution in the ocean is an environmental issue that the international community has recently recognized its seriousness and must make a joint effort to solve. Nevertheless, it is difficult to find professional legislation on micro-plastic pollution in the current legal system of each country. Even if there is a related provision in the law or policy, it is a limit to fundamentally solve the marine pollution problem of micro-plastics due to only a partial regulation. This establishes a legal vacuum in the management of the micro-plastics pollution problem.China, as one of the countries where are not prepared the domestic regulations on the prevention of marine pollution of micro-plastics, has recently become aware of the seriousness of micro-plastics. The micro-plastic pollution of fresh water such as Changjiang, so-called Yangtze River, and Yellow River is serious, which causes the problem of micro-plastic pollution in the ocean. Therefore, the marine plastic pollution problem stemming from China become the problem that can no longer be overlooked by South Korea, which shares the Yellow Sea with China.In this context, this paper examines the status of marine micro-plastic pollution in the sea near China, and researches current marine pollution management policy and legal status. Based on it, the paper analyzes the relevant provisions of plastics and micro-plastics in the current policy and legal system. Finally, it discusses the improvement method of related policies and legal system in order to make ‘the micro-plastic clean Yellow sea.’ A research paper on the management of marine micro-plastic pollution of China is hard to find in Korea, and there are few papers in China either. This study is worth as a fundamental research on the policy and legislation for micro-plastic pollution control in China. Furthermore, it is expected to be able to provide implications for Korea-China policy cooperation for the micro-plastic clean Yellow sea.
[국내논문]
Microplastic is defined as plastic less than 5 mm in size, and rubber such as tyre dust is also included. In order to confirm the distribution of tyre dust on the side of pavement, samples were taken from the side of pavement at M city. More than 90% of the microplastics found on the pavement side were black fragments. The material of the black fragments was confirmed as tyre dust by FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy). Tyre dusts found on the side of pavement are likely to enter the sewage facility through a combined pipeline, and unremoved tyre dust would be discharged to the ocean.
[국내 학위논문]
플라스틱 해양쓰레기는 해양환경 중에 광범위하게 분포하고 있으며, 최근 전지구적인 환경 문제로 대두되고 있다. 플라스틱에는 제조 시에 첨가된 다양한 화학물질들이 함유되어 있다. 플라스틱 첨가제에는 가소제, 산화방지제, 광안정제, 난연제 등 다양한 종류가 있으며 이 중에는 내분비계 장애물질, 지속성 유기오염물질도 포함되어 있다. 이러한 첨가제들은 플라스틱이 해양으로 유입되었을 시에 플라스틱에서 용출되어 주변 환경을 오염시킬 우려가 있다. 하지만 현재까지 플라스틱 화학물질 연구는 해수에서 플라스틱 표면에 흡착한 흡착오염물질 대한 연구에 집중 되어 왔을 뿐, 다양한 첨가오염물질에 대한 자료는 매우 부족하다. 스티로폼이라고 불리는 발포스티렌(expanded polystyrene, EPS)은 전세계적으로 흔히 발견되는 해양쓰레기이며, 우리나라 연안 플라스틱 쓰레기 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 발포스티렌에는 헥사브로모사이클로도데칸 (hexabromocyclododecane, HBCD)라는 난연제가 다량 첨가되어 있어 EPS 오염을 통한 화학물질의 해양환경 오염이 우려되고 있으나 EPS 오염이 해양환경에 미치는 영향에 관한 정보는 매우 제한적이다. HBCD는 생물 축적성 및 독성, 지속성, 장거리 이동 특성으로 인해 2013년 스톡홀름 협약에서 시급히 규제가 필요한 지속성유기오염물질로 지정되었다. 
 본 연구에서는 양식장, 도심, 비도심과 같은 연안 이용 방식이 다른 해역에서 미세플라스틱의 오염 수준과 특성을 살펴봄으로써, 해역 별 인간 활동에 따른 미세플라스틱 오염과의 상관성을 파악하고 해양 기반 오염원의 중요성을 이해하고자 하였다. EPS가 대량으로 사용되는 양식해역에서 EPS 미세플라스틱의 오염과 생물 노출 현황을 파악하고 EPS 해양쓰레기에 서식하는 해양생물의 미세플라스틱 섭식과 서식 생물에 의한 미세플라스틱의 생성을 살펴보았다. 국내 연안에 분포하는 대형 및 미세 EPS 해양쓰레기에서의 HBCD 함유 수준을 확인하고, 아시아-태평양 지역 12개 국가 해안의 EPS 해양쓰레기를 확보하여 EPS 해양쓰레기를 통한 유해 화학물질 오염이 지구적인 환경 이슈가 될 수 있음을 확인하였다. EPS 해양쓰레기에 함유되어 있는 HBCD가 EPS에 부착하여 서식하는 생물로 전이되고 있음을 실환경에서 증명하였으며, 실험실에서 전이 경로를 탐구하였다. 마지막으로, 해양쓰레기 오염 외의 다른 오염원이 제한적인 청정지역(외딴 섬)을 연구지역으로 선정하여, 해양환경에서 EPS 해양쓰레기를 통한 유해화학물질의 이동과 확산을 규명하고자 하였다.
 연구에 앞서, 해양환경의 다양한 매질(해수, 퇴적물, 생물, 플라스틱쓰레기)에서의 플라스틱 기원 오염물질 분석방법(추출, 정제, 기기 분석)을 확립하였다. 또한, 해수, 퇴적물, 생물 중에서의 미세플라스틱을 분석하기 위하여 분석방법(유기물제거, 밀도분리 방법)을 적립하였다. 기원오염물질과 미세플라스틱 분석은 정도 관리를 실시하여 분석방법을 검증하였다. 
 도심, 비도심, 양식장 지역에서의 미세플라스틱 분포 특징을 조사하여, 인간활동에 따른 미세플라스틱 오염 특성에 대해 연구하였다. 퇴적물과 해수 중 미세플라스틱 폴리머 조성이 조사 지역별로 상이하게 나타났다. 도심지역에서는 높은 폴리머 다양성을 보였으며, 이는 도심의 하천수에서의 분포 경향을 잘 반영하고 있었다. 반면 소규모의 어촌 마을이 위치한 비도심 지역에서 폴리머 다양성이 가장 낮았으며, 밧줄이나 어구에 사용되는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 우점하였다. EPS 부자를 사용하여 굴 양식을 하는 해역에서는 폴리스티렌(polystyrene, PS) 미세플라스틱이 가장 많이 발견되었다. 종합하면, 해양 매체인 해수, 퇴적물에서 미세플라스틱의 조성은 해역의 이용 특성을 잘 반영하고 있으며, 각 해역에 서식하는 생물(이매패류, 갯지렁이)에 반영되어 있었다. 도심지역이 비도심지역에 비해 높은 미세플라스틱의 농도를 보였으나 양식장 지역의 농도는 도심지역과 비슷하거나 높은 수준이었다. 이번 연구 결과로 육상 기인 오염원과 더불어 해상 기인 오염원이 미세플라스틱의 주요 발생원이 되고 있음을 확인하였다.
 EPS 해양쓰레기의 내측과 외측에 해조류, 멍게류, 소형어류, 게, 지렁이류 등 다양한 생물이 서식하고 있음을 확인하였다. EPS 내측에 대형 갯지렁이류인 바위털갯지렁이(Marphysa sanguinea)가 굴을 파고 서식하고 있으며, 굴의 외벽에서 미세한 EPS 알갱이가 다량 관찰되었다. EPS 해양쓰레기에서 채집한 바위털갯지렁이의 체내에서 0.2-3.8 mm 크기의 EPS 조각이 개체 당 평균 131개 확인되었다. 바위털갯지렁이로 인한 EPS 미세플라스틱 생성을 확인하기 위해, 실험실에서 바위털갯지렁이를 여과한 해수와 함께 EPS 블록에 노출한 결과, 바위털갯지렁이가 EPS에 굴을 파고 들어가면서 하루 평균 1600개의 미세 EPS 조각을 생성함을 확인하였다. 본 연구 결과는 해양환경에서 자외선, 물리적 마찰과 같은 물리적 요인과 더불어 생물학적 요인이 미세플라스틱의 생성에 기여하고 있음을 규명하였다.
 환경 중 EPS 해양쓰레기에 함유된 HBCD의 농도 수준을 확인하기 위해, 우리나라 해변에서 다양한 종류의 EPS 해양쓰레기(60L 소형부자, 200L 대형부자, 200L 재활용부자, 미세플라스틱)를 채취하였다. 분석 결과, HBCD가 EPS 미세플라스틱을 포함한 대부분의 EPS 해양쓰레기에서 검출되었다. HBCD를 고농도로 함유하고 있는 건축용 EPS 폐기물이 대형 양식용 부자 내측에 재사용 되고 있음을 확인하였다. 이는 건축용 EPS 폐기물이 해양 활동(e.g. 소형 선박, 양식장 등)에 재활용 될 경우 다량의 HBCD 해양 유출을 초래 할 수 있음을 시사한다. 아시아-태평양 12개 국가의 해안에서 EPS 해양쓰레기를 확보하여 분석한 결과, 모든 시료에서 HBCD가 검출되었다. 특히 알래스카 해변에서 발견된 일본 쓰나미 EPS 쓰레기에서 건축자재 수준의 높은 HBCD 농도가 확인되었다. 이는 해양쓰레기를 통해 유해 화학물질이 장거리 이동하고 있으며, 해양환경에서 해양쓰레기가 오염물질을 이동"확산시킬 수 있음을 의미한다. 또한 EPS 해양쓰레기의 첨가오염물질 문제가 우리나라뿐만 아니라 전 세계적인 환경 이슈가 되고 있음을 보여주는 결과이다.
 EPS 함유 첨가물질의 해양생물로의 전이를 규명하기 위하여, EPS 해양쓰레기로부터 직접적으로 영향을 받을 것으로 추정되는 EPS 서식 생물에 대한 연구를 진행하였다. EPS 해양쓰레기에 부착하여 서식하는 담치 중의 HBCD 농도와 이성질체 조성을 통해, EPS로부터 HBCD의 생물 전이를 증명하고자 하였다. 비교를 위하여 동일한 해역 내 여러 다른 기질(폴리에틸렌 부자, 금속부자, 자연 암반)에 서식하는 담치를 함께 채집하여 분석하였다. 다른 기질에 비해, 고농도(5160 ng/g lipid weight)의 HBCD가 EPS 서식 담치에서 관찰되었으며, EPS 부자의 HBCD 이성질체 조성(α,β,γ-HBCD)이 EPS 서식 담치에 잘 반영되어 나타났다. 본 연구를 통해, 플라스틱 해양쓰레기 첨가 화학물질이 부착하여 서식하는 생물에게 전이됨을 실환경에서 최초로 확인하였다. 
 플라스틱에서 첨가 물질이 생물로 전이되는 경로를 확인하고자, 두 가지 서로 다른 크기의 EPS 입자를 제조하여 실험실에서 담치에게 노출시켰다. 섭식 불가능한 크기의 EPS 알갱이(4.6±0.33 mm)를 노출시켜 EPS에서 용출된 HBCD의 해수를 통한 생물 축적을 살펴보았고, 섭식 가능한 크기의 EPS 입자(20-770 탆)를 노출시켜 EPS 입자의 생물 섭식을 통한 HBCD의 축적을 살펴보았다. 두 EPS 노출구에서 대조구보다 월등히(약 15배) 높은 HBCD가 검출되었으며, 이는 EPS에 함유된 HBCD가 해양 생물에 전달될 수 있음을 보여준다. 노출 기간 동안 두 노출구에서 해수 중 HBCD의 농도가 동일하도록 실험 조건을 설계하였기 때문에, EPS 입자 노출구에서 섭식의 효과로 인해 더 높은 HBCD 생체 축적을 예상했으나, 노출 4일, 10일 경과 후 두 그룹의 담치 중 HBCD 농도는 비슷한 수준을 나타냈다. 이는 해양무척추동물에서 물을 통한 간접적인 노출이 HBCD 생체 축적에 중요한 경로가 될 수 있음을 의미한다. 
 “해양에서 해양쓰레기를 이동을 통해 청정해역에 오염물질이 전달되고 서식 생물에 영향을 미칠 수 있다”라는 가정을 규명하기 위하여, 해양쓰레기 오염도가 크게 다르나 인위적 오염원이 없는 두 개의 섬을 연구정점(오염지역, 비오염지역)으로 선정하였다. 해양쓰레기 조사를 통해 지역간 해양쓰레기 오염도 차이를 확인하였으며, 두 정점에서 해양쓰레기 풍도는 78±39 개/m2, 0.5±0.3 개/m2로 매우 큰 차이를 나타냈다. 오염 지역의 플라스틱 해양쓰레기 중 EPS 재질이 차지하는 비중은 개수 대비 79%로 우세하였다. 두 지역에 모두 서식하는 생물 5종(갯강구, 삿갓조개, 타래고둥, 갈고둥, 담치)을 채집하여 첨가오염물질(HBCD)의 체내 농도 수준을 비교하였다. 첨가물질과 비교를 위해 해양환경 중에 널리 분포하여 해양쓰레기로 인한 기여도가 상대적으로 낮을 것으로 추정되는 대표적 흡착오염물질인 폴리클로리네이티드비페닐(polychlorinated biphenyl, PCB)를 함께 분석하였다. PCB의 경우 정점 간 생물 내 농도 차이가 없었으나, HBCD는 해양쓰레기 오염도가 높은 지역에 서식하는 생물에서 낮은 지역의 생물에서 보다 유의하게 높은 농도를 보였다. HBCD 외의 다른 플라스틱 첨가제(산화방지제)에서도 동일한 지역간 분포 경향이 확인되었다. 본 연구는 해양환경에서 해양쓰레기를 통해 청정한 해역에 플라스틱 기인 화학물질이 이동"확산되고 서식 생물에 전달되고 있음을 실제 환경에서 증명한 첫 사례이다.
[국내논문]
Seasonal variation in the abundance and distribution of microplastics (MPs) in beach sediments was investigated for the Daebu island, Gyeonggi-do, South Korea. Beach surface sediments were sampled at five stations along the high strandline of the island beach in July and November 2013 and March 2014 to represent the summer, winter, and spring seasons, respectively. Six sizes ranging from 0.3 to 5 mm were classified and seven types of polymers were determined using FT-IR. The abundances of microplastics were 8,776-891,844 particles/ m2 in summer, 4,628-17,724 particles/m2 in winter, and 13,784-100,196 particles/m2 in spring with a predominant contribution of expanded polystyrene (EPS) of >95% in all seasons. Distinct seasonal differences were exhibited in the MPs abundance (i.e., 6-26 times higher in summer) and spatial distribution pattern (i.e., higher at northern stations in summer with southerly winds but southern stations in winter with northerly winds). On the other hand, similarities in size distribution as well as polymer composition were observed among seasons and stations. Particularly, there were good correlations between EPS of fishery-activity origin and non-EPS of inland origin. In conclusion, well-mixed currents seem to cause spatial and temporal homogeneity in size and polymer distribution, while different wind directions with seasons were likely to generate differences in the MPs abundance with time and space in the beach. However, whether the distribution characteristics of MPs on the beach sediments were determined by the direct reflection of those in flooding seawaters or by the redistribution of deposited MPs is unclear. Further study is required to identify the major mechanism
[국내 학위논문]
초소형 플라스틱 기어는 일반 금속 기어와는 달리 플라스틱 수지를 사용하여 성형하기 때문에 제품의 경량화 및 저비용으로 대량생산 할 수 있는 장점이 있다. 제품의 소형화 정밀화 추세에 따라 휴대용 모바일 기기에 적용되는 플라스틱 기어는 제품설계, 금형설계, 사출성형에 이르기 까지 정확한 설계와 성형 조건의 제어가 요구된다. 모듈이 0,1인 기어는 표준기어가 아니므로 설계가 어렵다. 따라서 금속 기어를 기준으로 측정하여 제품 설계 하였고 POM수지 FW-700A(LG화학)의 수축률 2%를 일괄적으로 적용하여 금형 설계하였다. 플라스틱 기어의 사출성형에 앞서 사출성형 해석에서 사용된 Moldflow와 Moldex-3D를 사용하여 해석한 결과에서 성형수축률과 변형을 비교하였고 최적의 성형조건을 제시하였다. 그러나 Moldflow와 Moldex-3D 결과값은 큰 차이를 보여 최적의 조건을 실제 사출성형 조건으로 적용하기 보다는 해석 조건에 따른 결과 값을 통해 경향만을 분석하여 실제 사출성형 시 가이드라인으로 사용해야 한다고 판단된다. 각조건별 성형해석에 의해 얻어진 수축률 결과값을 토대로 신호대 잡음비(Signal to Noise)를 구하여 잡음에 대해 영향력이 작은 인자를 구할 수 있었다. 수지 고유의 수축률 2%를 일괄적으로 적용하여 금형설계 하였을 경우 성형된 기어는 Flash가 발생하였으며, 측정 결과 금속기어의 치수에서 벗어나는 결과를 보였다. 모터 구동테스트 결과 12개 스틸기어에서 플라스틱 기어로 2개까지만 대체조립 시 구동이 가능하였다. 기어의 각 위치별 수축률을 계산하여 설계된 금형은 압력조건을 변화하여 플라스틱 기어를 성형하였다. 성형된 기어의 구동테스트를 실시한 결과에서 1번 조건인 10MPa에서 가장 좋은 구동테스트 결과를 보였다. 이는 성형된 플라스틱 기어의 치수정밀도에 따라 비례하는 결과를 보였다. 따라서 성형수축률을 일괄적으로 적용하여 금형설계 하는 것 보다 제품의 두께와 모양에 따라 수축률이 부분별로 다르게 일어나기 때문에 기어의 위치별 성형수축률을 계산하여 금형설계를 하는 것이 초소형 플라스틱 기어의 치수가 더욱 정확한 결과를 보였다.
[국내 학위논문]
일반적으로 용도와 기능 또는 디자인을 고려해서 금속판과 플라스틱 성형품에 격자를 적용한 것을 쉽게 볼 수 있다. 이 격자의 적용 배경에는 시야적인 효과를 극대화하기 위해 모양은 물론 배열에도 세심하게 착안된 디자인 효과가 있다. 또한 격자는 제품을 만들거나 적용하는 설계자 입장에서 보면 형상과 배열 그리고 두께는 상당한 공학적 의미를 갖게 된다. 이 공학적 의미는 기계적 강도, 재료학적 강도, 소성학적 강도를 모두 의미하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 플라스틱 격자 형상에 따른 강도 평가를 위해 다양한 시험을 실시하였다. 선택한 격자는 원형, 사각형, 마름모형, 꽃모양의 4가지를 적용했다. 이 시험편의 재질은 ABS, PC, PC투명 세 가지를 쓰고 폭 50mm 두께 3mm에 2행 2열로 격자가 배치된 것을 표준 모델로 했다. 격자 시험편은 금형을 만들어 성형했고, 금형의 게이트(gate) 위치는 해석을 실시해서 수지의 흐름 특성도 명백하게 규명된 것이다. 또한 KS 표준 시험편의 제작 및 풀림처리를 한 것과 안 한 것으로 구분하여 연구 결과의 신뢰도를 더욱 높게 했다. 격자 시험편은 인장시험과 해석(FEM)을 통해 강도 평가 및 특성을 고찰한 결과이다. 미 풀림처리 표준 인장시험편의 응력-변형율 그래프 결과에서 ABS수지는 54MPa 지점에서 최대를 나타내고 이 지점에서 급격한 응력 감소를 보이다가 이후 완만한 감소를 나타내고 40Mpa 부근에서 파단된다. PC수지는 67MPa 지점에서 최대를 나타내고 ABS 보다는 완만한 감소 특성을 나나내고 있다. 투명 PC는 79MPa 지점에서 최대 응력을 나타냈다. 또한 풀림처리 표준 인장시험편의 응력-변형율 그래프 결과에서 ABS수지는 54MPa 지점에서 최대를 나타내고 미 풀림 처리한 것 보다 짧은 구간에서 파단된다. PC수지는 79MPa 지점에서 최대를 나타내고 미 풀림처럼 길게 나타나지 않는다. 투명 PC는 93MPa 지점에서 최대 응력을 나타내고 있다. 이 결과에서 플라스틱은 풀림을 하면 밀도가 높아져서 강도도 높아지지만 취성이 커져 짧은 구간에서 파단에 이른다. 이렇게 플라스틱은 풀림을 하면 연신율이 떨어지는 것(취성이 커지는 것)이 금속과 큰 차이점인데 시험에 의한 그래프의 결과에서도 잘 나타내고 있다. 격자의 시험편 응력-변형율 그래프 결과에서 미 풀림 ABS 수지는 격자 4종류 모두 동등하게 43MPa 지점에서 최대를 나타내고 있다. 파단에 이르는 거리는 마름모형, 꽃형, 사각형, 원형의 순서로 다른 크기를 나타낸다. 풀림 ABS 수지는 격자 4종류 모두 동등하게 45MPa 지점에서 최대를 나타내고 있다. 다만 파단에 이르는 거리는 미 풀림 보다 약간 혼선된 상태를 나타내고 있다. 미 풀림 PC 수지는 격자 4종류가 52 - 55MPa 부근에서 최대를 나타내며 응력 편차는 크지 않다. 파단에 이르는 거리도 마름모형, 꽃형, 사각형, 원형의 순서로 나타난다. 풀림 PC수지는 격자 4종류가 59-63 MPa 부근에서 최대를 나타내고 있다. 미 풀림 투명 PC 수지는 격자 4종류가 61 - 65MPa 부근에서 최대를 나타내고 있다. 풀림 투명 PC 수지는 격자 4종류가 70 - 73MPa 부근에서 최대를 나타내고 있다. 이와 같이 격자에서 최대 응력(하중)의 차이가 크지 않다. 즉 집중 하중의 영향이 아주 작게 나타나고 있다. 이 결과에서 플라스틱 격자를 적용(설계) 할 때 격자에 따른 두께 편차는 크게 고려하지 않아도 된다는 것을 의미하며 격자에 따른 집중하중의 편차가 클 것으로 예상 했는데 그렇지 않다는 매우 중요한 사실을 알게 됐다. 또한 ANSYS 해석 결과에서도 시험과 동일한 결과를 얻어 명확하게 입증된 자료가 됐다. 해석과 투명 격자에 의한 응력 집중과 간섭을 관찰한 결과에서도 격자 모양에 따른 모서리 부분의 집중하중의 특이성도 큰 차이가 없어 시험결과를 잘 입증해 주고 있다.
[국내 학위논문]
[국내 학위논문]
플라스틱 기판에 강 유전성 액정을 주입하여 bending에 의한 강 유전성 액정의 방향자 변화에 대한 연구를 하였다. 편광 현미경 측정과 birefringence 측정을 통해 기판을 bending 함에 따라 이웃한 stripe texture의 너비가 증가하고 한 쪽의 texture와 다른 한쪽의 texture 가 서로 asymmetric 하게 회전함을 밝혀 내었다. 또 기판의 곡률반경이 줄어 들수록 각각의 texture내의 LC들은 더욱 coherent 하게 정렬됨을 알 수 있었다. 기판에 비스듬히 빛을 입사시키어 기판의 곡률반경이 줄어듦에 따라 LC가 기판 표면에 수직하게 정렬 함을 밝혀 내었다.
[국내 학위논문]
Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, PHB/V)는 생분해성 플라스틱으로서 기존의 합성 플라스틱과 물성이 유사하면서도 완전히 분해되기 때문에 관심을 모으고 있다. 그러나 생분해성 플라스틱은 생산단가가 높아서 이의 사용이 보편화되기 위해서는 생산단가의 절감이 필요하다. 높은 생산단가의 절감을 위해서는 효율적인 배양기술 개발, productivity가 높은 균주의 개발, 그리고 경제적이고 효율적인 분리·정제 기술의 개발이 시급하다[3]. 생분해성 플라스틱 개발도 중요하지만 개발된 생분해성 플라스틱이 생분해도를 평가하는 것도 중요하다. 본 연구에서는 Ralstonia eutropha를 이용하여 생산된 PHB/V 함량이 다양한 배양액을 가지고, SDS와 NaOH를 이용하여 효과적으로 PHB/V를 분리·정제하는 방법과 PHB/V의 생분해도 평가에 관하여 연구하였다. Ralstonia eutropha를 이용하여 생산된 PHB/V 함량이 66%(HV content 6.8%), 83%(HV content 8.0%), 84%(HV content 14.5%), 80.3%(HV content 21.2%)인 세포배양액으로 PHB/V를 SDS와 NaOH를 이용하여 분리·정제하였다. 건조세포 중량을 100, 150, 200g/L가 되게 하고, 각각의 세포농도에서 SDS/Biomass의 중량비가 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5인 조건과 SDS/NaOH/Biomass의 중량비가 0.1:0.02:1, 0.2:0.02:1, 0.3:0.02:1, 0.4:0.02:1, 0.5:0.02:1인 조건에서 정제 실험을 수행하였다. PHB/V 함량이 74.6%(HV content 14.1%)인 세포 배양액에 SDS만을 첨가하였을 경우 SDS:Biomass 0.3:1 이상일 때 회수된 PHB/V의 순도가 95%이상 되었다. 그리고 NaOH 첨가 효과를 보기 위해 SDS와 NaOH의 첨가량을 다양하게 하여 정제 실험을 수행하였는데, NaOH:Biomass 0.02:1의 비율로 SDS와 함께 첨가하였을 때 회수된 PHB/V의 순도와 회수율이 가장 좋았다. SDS의 첨가량이 적을수록 NaOH를 첨가함으로써 순도를 높일 수 있었으므로, NaOH를 소량 첨가하여 SDS의 첨가량을 줄일 수 있었다. 순도 95% SDS를 사용하여 얻은 PHB/V 분리·정제 효율은 순도 99% SDS를 사용했을 경우와 거의 유사하였다. 따라서, 순도 95% SDS 시약을 이용함으로써 PHB/V 분리·정제 비용을 저감할 수 있다. 본 연구에서 사용한 방법은 배양액에 직접 SDS와 NaOH를 첨가하여 PHB/V를 회수하는 방법으로, 기존의 방법에 비해 배양액으로부터 균체 회수 및 세정 공정이 생략 가능한 간단한 방법임을 확인을 하였다. 지렁이 분변토와 퇴비를 이용하여 생분해성 플라스틱 분해 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 생분해성 플라스틱은 Ralstonia eutropha에 의해 생산된 PHB/V로서 HV 함량이 0mol%, 7mol%, 그리고 14mol%인 3종류의 배양액으로 PHB/V film을 만들어 사용하였다. 지렁이 분변토 및 퇴비 microcosm에서 PHB/V film의 생분해도를 조사한 결과, 30℃ 지렁이 분변토에서는 배양 58일후에 PHB/V film이 80%이상 분해되었다. 이에 비해 55℃ 퇴비에서는 PHB/V film이 거의 대부분이 분해되는데 약 33일이 소요되었다. 본 실험에서 30℃보다는 55℃에서 PHB/V의 분해가 빠르게 진행되어, PHB/V 분해는 비교적 고온에서 급격히 촉진되는 것으로 판단되었다. HV 함량이 0, 7 및 14mol%인 3종류의 PHB/V film의 생분해도를 비교한 결과, HV 함량이 가장 높은 14mol% PHB/V 시료의 분해도가 가장 좋았다. PHB/V 분해에 따른 microcosm의 특성 변화를 pH, 전기전도도, 탈수소효소 측정으로 조사하였다. 지렁이 분변토 microcosm에서 PHB/V film을 분해시켰을 때, 배양 시간이 경과함에 따라 분변토의 pH는 6.2에서 4.5로 저하되었다. 그러나 퇴비 microcosm의 경우 배양 시간이 경과함에 따라 pH는 7.8에서 9.0으로 상승하였다. 각 microcosm에서 분변토와 퇴비의 전기전도도는 배양시간에 따라 감소하였다. 각 microcosm에서 PHB/V film이 분해되는 동안의 분변토와 퇴비의 미생물 활성 변화를 탈수소 효소 활성으로 조사하였는데, 각각의 경우, 탈수소 효소 활성은 증가하다가 감소하는 경향이 관찰되었다.
[국내 학위논문]
병원 폐기물의 관리는 잠재적인 환경 위험성과 공공 보건을 고려할때 매우 중요하게 처리되어야 한다. 과거에는 병원 폐기물이 도시 고형 폐기물과혼합되어 매립되거나 적절하지 않은 방법(즉, 부적절한 방법의 열분해)으로 처리되기도 하였다. 본 연구는 다양한 촉매를 활용하여 병원 플라스틱 폐기물을 처리(열분해)하는데 있어 최적화 조건을 제시하기 위하여 실시되었다. 병원 플라스틱 폐기물 처리를 위한 열분해 시스템의 최적화 연구를 위하여 TiO₂, 지오라이트 그리고 니켈 등 3가지 촉매를 이용하였다. 3가지 촉매를 사용할 경우 열분해 온도를 낮추고 열분해 시간을 줄일 수있는 효과가 있었으며, 특히 TiO₂를 촉매로 사용할 경우 효과가 우수하였다. TiO₂는 다른 촉매에 비하여 비용이 저렴하며, 단순열분해을 하는 경우와 비교하여도 경제성이 있는 것으로 파악되었다. TiO₂는 NOx, SOx등을 제거하여 환경영향을 감소하는데 좋은 효과를 보여 주었으며, 타 촉매와는 달리 70~80%의 오염물질 제거 효율을 보여 주었다. 그리고 TiO₂ 는 고온에서의 안정성이 타 촉매에 비하여 우수하였다. 병원 플라스틱 열분해에 TiO₂ 촉매를 활용할 경우 대기오염을 저감할 수 있으며, 낮은 온도에서 열분해이 가능하여 열분해이 용이하며, 열분해시간을 감소시켜 열분해로 처리용량을 증대 시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 병원 플라스틱 폐기물의 처리비용을 개선하는데도 효과가 있을 것으로 판단되었다.
[국내 학위논문]
크기가 1탆-5mm인 고형의 합성수지로 정의되는 미세플라스틱은 전세계 어느 곳에서나 발견되고 있으며, 해양생물에 미치는 영향에 대한 연구들도 실험실 독성 실험을 통해서 지속적으로 보고되고 있다. 하지만 아직까지 크기 300 �mm 이하의 미세플라스틱을 채취하고 분석하는 방법은 체계화 되지 않았으며, 특히 이들 미세플라스틱의 오염 현황과 특성 및 공간 분포가 표면정체막(sea surface microlayer)과 수층에서는 연구된 바가 없다. 아울러 다양한 플라스틱의 자외선 노출 기간과 물리적 마찰에 의한 2차 미세플라스틱 생성 과정에 대해서는 연구 결과가 부재한 실정이다.
 따라서 본 연구에서는 첫째, 여러 미세플라스틱 시료 채취 방법과 분석법을 비교하고, 둘째, 표면정체막 및 수층에서 미세플라스틱의 풍도(abundance), 공간적 분포, 크기 분포, 폴리머 성분을 분석하여 우리나라 연안의 미세플라스틱 오염을 평가하며, 셋째, 실험실 환경에서 해안 환경의 풍화를 모사하여 플라스틱의 조각화 정도를 파악함으로써 실제 환경에서 풍화로 인해 생성되는 미세플라스틱의 풍도 및 크기 분포를 파악하고자 하였다. 
 미세플라스틱 시료채취 방법이 검출 결과에 미치는 영향을 비교 분석하기위해 4가지의 다른 시료채취 방법[표면정체막(sea surface microlayer; 0.75탆 pore size), 총표층수(bulk sample; 0.75탆 pore size), 휴대용 채집망(50탆 mesh), 만타트롤 채집망(330 탆 mesh)], 으로 2012년 5월에 거제 동부연안에서 해수 표층수를 채집하였다. 그 결과 미세플라스틱의 형태와 풍도는 채집 방법에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 미세플라스틱의 풍도는 표면정체막 > 휴대용채집망 > 총 표층수 > 만타트롤채집망 순으로, 페인트 입자의 풍도는 표면정체막 > 총 표층수 > 휴대용채집망 > 만타트롤채집망 순으로 높은 값을 보였다. 여러나라에서 보고된 미세플라스틱의 풍도는 지역과 상관없이 미세플라스틱 채집에 사용된 망목의 크기와 반비례하였다. 이는 미세플라스틱을 채집할 때 망목의 크기가 클수록 미세플라스틱의 풍도가 과소평가 될 수 있음을 의미한다. 따라서 해수에서 미세플라스틱의 오염을 평가하는데 있어 적절한 미세플라스틱 채취방법을 선택하는 것이 중요하다.
 미세플라스틱 분석 과정 중 최종 식별단계에서 전통적 방법인 현미경을 사용하는 방법과 적외선분광기(FTIR)를 이용한 방법을 표면정체막과 모래 해안의 시료(<1mm)를 이용하여 비교 분석하였다. 적외선분광기를 이용하여 여과지 상의 미세플라스틱을 전수조사 하는 것이 천연 미세섬유(fiber)를 미세플라스틱으로 오인할 확률을 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 낮추었고, 300탆 이하의 작고 색이 없는 파편형(fragment) 미세플라스틱의 식별률을 유의하게(p< 0.05) 높였다. 따라서 적외선분광기를 이용한 미세플라스틱 전수조사를 추천하지만, 시료의 양이 많을 경우, 분석 시간을 고려하여 현미경으로 식별 후 대표적인 시료 일부를 반드시 적외선분광기로 확인할 것을 권장한다. 또한 오염 및 방해물질의 제어가 가능한 실험실 실험에서 미세플라스틱을 쉽고 빠르게 구분할 수 있는 방법으로 Nile Red 염색법을 개발하였으며, 현장 분석에 보조 식별수단으로 사용가능함을 확인하였다.
 표면정체막에서 미세플라스틱의 시공간적 분포를 알아보기 위해 2012년 5월과 7월 거제동부연안 및 2013년 6월 진해만에서 표면정체막의 해수를 채취하였다. 그 결과 진해만에서 페인트 입자를 제외한 플라스틱의 풍도는 88±68 particles/L로 거제동부연안(16±14 particles/L)보다 유의하게 높은 반면 페인트 입자의 경우 진해만에서 94±68 particles/L로 거제동부연안(195±114 particles/L)보다 유의하게 낮게 관찰되었다. 그리고 거제동부연안에서 시기적 차이에 의한 미세플라스틱의 분포 특성은 보이지 않았다. 페인트 입자의 조성은 알키드(alkyd)와 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic)으로 배에서 기원한 고분자 화합물임을 최초로 밝혔으며, 선박 페인트가 해수에서 미세플라스틱의 오염원이 될 수 있음을 시사한다.
 2016년 7월-8월, 2017년 7월-8월에 우리나라 6곳의 반 폐쇄성만과 2곳의 인근연안에서 미세플라스틱의 수평 및 수직적 분포를 조사하였다. 그 결과 총 41개의 정점에서 평균 871 particles/m3의 미세플라스틱이 관찰되었으며, 특별관리해역 또는 인구 밀집 지역에서(> 인구 200,000명; 1,051 particles/m3) 환경보전해역 또는 인구 희박 지역(< 인구 200,000명; 560 particles/m3)보다 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 높은 값을 보였다. 표층에서의 미세플라스틱이 중층과 저층보다 통계적으로 유의하게(p < 0.05) 약 4배정도 높게 나타났지만 중층과 저층에서도 10-2,000 particles/m3 의 미세플라스틱이 존재하였다. 파편형 미세플라스틱의 평균 크기는 197탆, 미세섬유의 평균 크기는 752탆로 관찰되었다. 미세플라스틱의 조성은 깊이에 따라, 플라스틱 크기에 따라 약간 다르게 나타났지만, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 입자의 밀도와 크기에 상관없이 표층부터 중층 및 저층까지 우점하였다. 중층과 저층에서의 미세플라스틱의 실제 풍도는 물리적 혼합을 기초로 한 모델의 예측 치보다 더 높게 나타났다. 이는 미세플라스틱의 수직 이동에 물리적 영향 이외에 생물학적 요인이 존재함을 보여주는 간접적인 증거이다. 
 자연환경 중에서 자외선과 물리적 풍화에 의해 생성되는 미세플라스틱의 조각화 과정을 이해하고자 실험실 환경에서 해안환경을 모사하여 12개월의 자외선 노출과 2개월의 물리적 풍화로 가속풍화실험을 수행하였다. 가속풍화실험에는 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌이 사용되었다. 물리적 영향만 주었을 때 가장 적게 조각화가 이루어졌으며 저밀도 폴리에틸렌은 8.7±2.5 particles/pellet, 폴리프로필렌은 10.7±0.7 particles/pellet의 입자가 관찰되었다. 자외선 노출이 증가함에 따라 증가하는 조각화의 비율은 폴리에틸렌보다 폴리프로필렌이 크다는 것을 확인하였다. 12개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 입자는 각각 6,084±1,061 particles/pellet와 20±8.3 particles/pellet로 나타났다. 발포스티렌은 물리적 풍화만으로도 많은 양의 입자를(4,220±33 particles/pellet) 생성하였고, 6개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 입자는 12,152±3,276 particles/pellet였다. 풍화로 인해 생성된 입자는 그 크기가 작아질수록 풍도는 증가함을 확인하였고, 풍화 후 생성된 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌 입자 풍도를 크기로 정규화 하였을 때(size-normalized) 자외선 노출 및 물리적 풍화 후 생성된 입자의 크기에 따른 풍도는 예측 가능하였다. 실험실 환경의 결과를 실제 환경에 적용해 보았을 때, 20±8.3 particles/pellet(PE), 6,084±1,061 particles/pellet(PP), 10,501±1,718 particles/pellet (EPS)의 입자가 생성되는데 최소 4.2년 이상이 소요될 것으로 보여진다.
[국내논문]
Many countries including advanced countries have translated their recognitions on the environmental issues into action through global agreement and environmental regulations. Thus, this study aims to provide designers useful information about environment-friendly plastic materials that are important in developing new products as global companies started to focus on realizing Environment-friendly enterprise culture and Eco-design to implement the regulations.Environment-friendly materials vary from a simple bio-plastic to a pollution-preventive plastic which does not pollute the nature from its production to recycling. Since designers who play the key role in developing new products are directly involved in deciding materials, I suggested some ideas which they can take as a guideline for designing new products by examining diverse environment-friendly materials and what the global companies use them for. In addition, I examined the concepts of diverse environment-friendly plastic materials, and this study demonstrates that designers understand certain types of environment-friendly plastics not only but also the status of the environment-friendly materials which are being developed by chemical companies based on the Environmental Regulation.
[국내 학위논문]
동애등에(Hermetia illucens)는 음식물폐기물의 생물학적 처리에 있어 효과적인 분해 생물로 주목받고 있다. 그러나 플라스틱과 같은 난분해성 물질 및 염분이 여러 가지 경로를 통해 음식물폐기물에 혼합되어 급여될 수 있다. 이러한 물질의 존재는 유충의 생존 및 성장에 영향을 줄 수 있고, 음식물폐기물의 분해 효율을 낮출 수 있다. 따라서 본 연구에서는 미세플라스틱 (polystyrene, polyethylene) 및 염분이 포함된 음식물폐기물이 동애등에 유충에게 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 미세플라스틱과 염분이 포함된 음식물폐기물을 유충에게 급여한 후 유충의 무게 변화를 체크하였으며, 실험이 끝난 후에는 동애등에 유충의 생존율, 번데기진행률, 섭취율을 측정하였다. Polystyrene이 포함된 음식물폐기물을 먹고 자란 유충은 20일과 24일에 대조군에 비해 농도의 의존성을 보이며 무게가 증가하였다. polyethylene은 대조군에 비해 6일에서만 10% 및 20% 농도에서 무게가 감소하였으나, 번데기진행률이 증가하였다. 또한 기존 실험에서 염분에 의해 유충 성장의 감소를 보였던 결과처럼 미세플라스틱과 염분이 포함된 음식물폐기물에서 성장한 동애등에는 미세플라스틱 존재와 관계없이 염분 농도가 높아짐에 따라 유충의 무게가 감소하였고 번데기진행률 또한 감소하였다. 고농도 미세플라스틱 및 높은 염분은 유충의 생존율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만, 유충의 분해 효율을 저해할 수 있는 요인으로 작용하였다. 한국의 음식물폐기물 평균 염분 농도는 0.7%임을 감안할 때, 높은 염분 및 미세플라스틱을 함유한 음식물폐기물의 분해에 있어 동애등에 유충은 적합한 생물로 판단되었다. 그러나 유충의 다양한 응용을 위해, 미세플라스틱이 포함된 음식물폐기물에서 성장한 유충의 안전성 평가가 추가로 이루어져야 한다.
[국내논문]
Today some 40 percent of the world’s oceans are covered in giant, swirling convergences of garbage, including billions of pounds of plastic. Plastics pollution has a direct and deadly effect on wildlife. Thousands of seabirds and sea turtles, seals and other marine mammals are killed each year after ingesting plastic or getting entangled in it. In the first decade of this century, we made more plastic than all the plastic in history up to the year 2000. And every year, billions of pounds of plastic end up in the world’s oceans. Most ocean pollution starts out on land and is carried by wind and rain to the sea. Once in the water, there is a near-continuous accumulation of waste. Plastic is so durable that every bit of plastic ever made still exists. There are, however, few regulations that have promise for preventing the spread of the Garbage Patch. Because international solutions for this problem are unlikely to arise in the near future, domestic regulations are the most viable measures available today for preventing the Garbage Patch from creeping outward. This article will review international environmental principles and law, analyze U.S.A regulations for plastic and controversy over plastic ban and make some suggestions for lawmaker to stopping the marine environmental disaster.주 제 어 해양오염, 쓰레기섬, 플라스틱, FTA, 육상기인 해양오염, 공유지의 비극Key Words Ocean Pollution, Garbage Patch, Plastics, FTA, land-based Ocean Pollution, Tragedy of the Commons
[국내논문]
Laser heat source was used for automotive interior and exterior parts to reduce weights. Typically, 900's nmwavelength of laser has been widely used for polymer joining, however, the transmittance of the laserbeam thorough clear polymers such as PMMA or PC has been an issue to overcome. To solve this issue,1,940nm laser was applied on the clear polymer for the better absorption and 900nm laser beam was usedfor main laser for the joining. Conventional Gaussian or Elliptical heat source approximation has limitationin polymer which had deeper skin depth where major laser beam absorbs. To accurately simulate the physicallaser beam absorption and joining optical properties were experimentally measured for the computer FEMsimulation. The simulation results showed close correlation between theoretical and experimental results.The developed laser process is expected to increase productivity and gap closing which can cause failureof joining in laser material processing.
[국내논문]
We investigated the microstructure and morphological characteristics of microplastics added to rinse off cosmetics by scanning electron microscope. The size of the microplastic was in a wide range of sizes, from 250㎛ to 1.5㎜ in diameter. The small microplastics were in the shape of elongated particles and the large microplastics were cuboidal. Most cubic microplastics were observed in the form of squares or rectangles. The surface of the cubic microplastic was smoothly observed without protruding portions, but irregularly many gaps were formed. The gap between openings was measured from about 5㎛ to 20㎛. It has not been confirmed that these gaps are formed from the surface of the microplastic to the inside there of.
[국내 학위논문]
기존 범용 플라스틱의 폐기 시 발생하는 환경오염 문제로 인하여 최근에는 자연적으로 분해되어 환경오염 문제를 해결할 수 있는 분해성 플라스틱의 관심이 증가하고 있다. 여러 종류의 분해성 플라스틱 중 지방족 폴리에스테르 계열이 생분해도가 뛰어나고 물성이 우수하여 가장 큰 관심을 받고 있지만 높은 단가로 인해 실용화에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 지방족 폴리에스테르 생분해성 고분자인 PBSA(poly butylene succinate-co-adipate)의 중합 공정 최적화 연구를 통하여 생산 가격을 낮출 수 있는 효과적인 중합 방법을 모색하였다. 이를 위하여 실제 생산설비와 유사한 형태의 반응기를 설치하고, 여러 가지 공정 변수의 조절을 통하여 동일한 분자량을 얻는 데 필요한 반응시간을 연구하였다.
[국내 학위논문]
Poly(lactic acid)는 자연에서 생분해가 가능하며 다른 생분해성 플라스틱보다 좋은 물성을 가지고 있다. 그래서 석유계 플라스틱을 대체할 소재로 대두되고 있다. 하지만 PLA는 결정화속도가 느려 최종산물의 결정화도가 낮아서 기계적 성질이 좋지 않아 PLA 생성물의 결정화도를 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PLA와 친환경 천연 충전재인 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)가 도입된 PLA/CNC 나노복합재료의 물성을 조사하였다. PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료는 용융혼합 및 압축성형에 의해 제조하였다. CNC의 함량에 따른 PLA/CNC 나노복합재료의 인장특성, 충격강도, 열적 특성 및 결정화 거동을 각각 측정하였다. CNC의 함량이 늘어날수록 나노복합재료의 인장강도, 인장탄성률 및 결정화도는 증가하였지만 유리전이온도, 냉각결정화 시작온도, 및 파단 신율은 감소하였다. 충격강도는 CNC 1 phr일 때가 가장 높았다. 게다가 등온결정화 거동에 대해 Avrami 식을 이용하여 해석한 결과, PLA 및 PLA/CNC 나노복합재료의 Avrami 지수는 약 1로 나타났고 이는 원반형 또는 막대형 결정성장의 메커니즘을 나타냄을 의미하였다. 또한 CNC 함량이 클수록, 등온결정화온도가 105 °C에 가까울수록 결정화속도 및 결정화도가 높았다. 2번째 승온과정 중 용융에 대한 두 개의 흡열피크가 관찰되었으며 이는 결정화과정 중 두 종류(α`, α)의 결정이 생성되었음을 의미한다.
[국내 학위논문]
본 연구에서는 여름철 과도한 냉방기 사용을 줄일 수 있는 방안의 하나로 실내로 들어오는 태양빛을 효과적으로 차단하여 실내의 온도를 낮게 유지시켜 줄 수 있는 플라스틱 스마트 윈도우 개발과 친환경 플라스틱 재료인 폴리락타이드(polylactide, PLA)의 물성을 향상시키기 위하여 PLA와 다른 고분자와의 용융혼합법을 통한 블렌드를 제조하고 혼화성(miscibility)을 관찰하였다. Part Ⅰ에서는 시드 중합을 이용하여 광 변색 염료를 포함하는 P(BA- MMA) (poly(butyl acrylate-co-methyl methacrylate)) 공중합체를 core로 하고 가교된 PMMA를 shell로 하는 core/shell 복합입자를 중합하였고, 이를 셀-케스팅 법을 사용하여 복합입자가 함유된 PMMA 스마트 윈도우를 제작하였다. 광 변색 염료의 광 변환 속도를 향상시키기 위하여 core의 유리전이온도 (Tg)를 벌크 중합을 통해 조절하였다. 제조된 core와 core/shell 복합입자의 형태와 크기를 주사전자현미경 (SEM)을 통해 관찰하였다. core/shell 복합입자를 분산시킨 PMMA 스마트 윈도우의 성능 평가를 위해 UV광 조사 후 시간에 따른 흡광 도 변화를 biexponential 식에 적용하여 광 변환 소색 속도를 수량화하였다. Part Ⅱ에서는 용융혼합법으로 PLA/PMMA 블렌드를 제조하였다. 열 적 성질, 혼화 성 및 결정 화도를 시차주사 열량 계 (DSC)를 통해 관찰하였다. 조성에 의존하는 하나의 Tg가 관찰되었으며 이 결과를 통해 PLA와 PMMA의 블렌드는 서로 혼화 성을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 동적기계분석기 (DMA)를 통해 PLA/PMMA 블렌드의 혼화 성을 관찰하였다. DSC 결과와 마찬가지로 DMA 결과 역시 두 블렌드 의 혼화 성을 나타내는 하나의 Tg가 관찰되었다. 추가적으로 PLA/PMMA 블렌드의 완벽한 혼화 성을 알아보기 위해 열처리를 통한 엔탈피 회복 피크를 평가하였다. 열처리 이후 PLA/PMMA 블렌드 에서는 전형적인 엔탈피 완화 현상을 보였으며 두 블렌 드의 혼화 성을 나타내는 하나의 피크만이 관찰되었다.
[국내 학위논문]
고분자 산업에서 석유기반 제품을 대체 할 수 있는 재생 가능한 원료의 활용과
 바이오공정의 개발은 미래 석유자원의 부족과 친환경적 생산을 고려하여 최근
 몇 년 동안 급격한 증가를 보인다. 화학합성에 비해 생합성은 고효율, 안정성,
 높은 선택성 (위치, 화학 및 광학 선택성), 안전한 반응 조건 등 수 많은 이점을
 가지고 있습니다 현대 생활에서 생합성은 유해한 환경적 영향을 피하면서
 재래식 석유 기반 플라스틱에 지속적으로 접근 할 수 있게 하였으며 생분해성,
 지속 가능성 및 독창적인 기능으로 인기를 얻고 있습니다. 철저한 과학적
 노력으로 녹색공정을 사용하여 저분자 바이오 플라스틱 단량체(예: 젖산,
 숙실산, 아디프산 및 퓨트레신)의 대량 생산 프로토콜을 수립했습니다.
 그러나 우수한 물리 화학적 성질을 나타내는 중-장쇄 바이오 플라스틱 중합체
 및 단량체(예 : ω-하이드록시 카르복실산, α, ω-다이카르복시산, α, ω-다이올 및 ω-
 아미노 카르복실산)를 생산하는 것은 여전히 친환경적인 방법으로 산업화
 단계로의 발전이 어렵습니다. 식물유 유도체(예를 들어, 지방산 (free fatty acids,
 FFA))로부터 생화학 물질은 다양한 중합체의 중간체 및 폴리 아미드, 폴리
 에스테르의 전구체로서 화학 산업에 관심의 대상이 되고 있습니다.
 오메가 아미노 도데칸산 (ω-AmDDA)은 나일론 12 생합성에 필요한 단량체인 것
 으로 보고되고 있습니다. 또한, α, ω-다이올은 폴리에스테르 및 폴리우레탄의 단
 량체로 사용됩니다. 현재, 산업 규모의 제제는 단쇄 다이올 생합성에만 국한되
 어 왔지만, 중-장쇄 사슬 α, ω-다이올 (C8-C16)의 생합성은 광범위하게 연구되지
 않았습니다 그러나 ω-하이드록시 지방산 (ω-OHFAs) 생산을 위한 지방산의 C-H
 결합의 말단 하이드록실화는 화학적으로 여전히 도전적입니다. 고온, 고압등 까
 다로운 조건이 요구되며 공정과정시 선택성이 떨어집니다. 시토크롬 (CYP) P450
 효소는 지방산의 C-H 결합에서 하이드록시화(C-OH)를 위치, 입체 선택적으로
 촉매 할 수 있습니다 최근 Mycobacterium marinum 의 CYP153A16, Marinobacter
 aquaeolei 의 CYP153A33, Polaromonas sp. 의 CYP153A34, Alcanivorax borkumensis
 SK2 의 CYP153A13 및 Gordonia alkanivoran 의 CYP153A35 를 포함하는 P450 의
 박테리아 CYP153A 계열이 생체 촉매로 보고되었습니다. 이 연구에서 우리는
 ω-OHFAs 생산을 위해 Mycobacterium parascrofulaceum (MprCYP153A)의 새로운
 CYP153A 를 기능적으로 특징화하였습니다. 또한 인실리코 분석과 위치지정돌연
 변이유발 방법에 기반한 새로운 MprCYP153A 의 10 가지 돌연변이체를 개발하
 여 지방산에 인식하는 활성 자리를 찾고 ω-OHFAs 생산성을 증가시킵니다. 다음
 으로 Pesodomonus putida GPo1 의 새로운 P450 (MprCYP153A), 알코올 탈수소 효
 소 (AlkJ), Mesorhizobium loti 의 오메가트렌스아미나제(ω-TA)를 이용하여 도데칸
 산 (DDA)으로부터 오메가아미노도데칸산(ω-AmDDA)을 생산합니다. 또한, 오메
 가아미노도데칸산은 CYP153A 대신 인공자급 자족형 P450 을 사용하여 생산됩
 니다. 이 연구에서 재생성 지방산의 α, ω- 다이올 (C8-C16)의 생합성도 보고되었
 습니다. 지방산으로부터 중쇄 및 장쇄의 α, ω-다이올을 생산하기 위해서는 우선
 Marinobacter aquaeolei (MaqCYP153A33)의 CYP153A33 을 사용하여 지방산의 하
 이드록실화를 수행했습니다. 최근에 보고된 Mycobacterium marinum (MmCAR)의
 촉매적으로 효율적인 카르복실산 환원 효소 (CAR)는 ω-히드록시 지방산의 카르
 복실산을 인지하여 알데하이드를 생산하고 대장균의 내인성 알데하이드 환원효
 소(ALR)가 α, ω- 다이올로 전환 시키는데 사용된다. 요약하면 이 연구의 결과는
 지방산으로부터 산업적으로 중요한 단량체의 생산에 대한 CYP P450, ω-TA, CAR
 및 ALR 의 반응을 통하여 생합성의 가능성을 입증했다. 또한 이 결과는 고분자
 산업에서 석유 기반 제품을 대체 할 수 있는 바이오 공정의 잠재적 개발 범위
 를 제안했다.
[국내 학위논문]
물은 생명을 유지하는 근본적인 물질로서 자연뿐 아니라 인간에게도 매우 중요하다. 과거에는 항상 풍족하게 물을 사용해왔으나 급격한 산업의 발달과 인구의 증가로 인해 물이 오염되기 시작하였다. 환경오염으로 인한 지하수의 오염과 최근 전 세계에서 판매되는 생수 속 미세플라스틱 성분이 검출되는 등 음용수에 대한 불신이 높아지고 식수원까지 위협받고 있다.
 이에 본 연구에서는 이미 ‘사먹는 물’로서 보편화 되어있는 생수에 대해 대학생들을 대상으로 하여 이들의 환경 및 생수에 대한 지식수준과 생수 선택으로 이어지는 영향을 살펴보고자 하였다.
 연구 결과, 첫째, 대학생의 환경지식수준의 평균값은 10점 만점 중 6.64점이며, 생수지식수준의 평균값은 10점 만점 중 6.0점으로 나타났다. 둘째, 배경변인에 따른 생수선택속성 중 ‘추천’ 속성에 대한 평균값의 차이를 분석한 결과 통계적으로 유의(p<0.05)한 것으로 나타났다. 이를 통해 볼 때, 전공대학 중에서는 예술대학 소속 학생들이 타 대학 학생들에 비해 추천에 대한 민감도가 높은 것으로 추정할 수 있다. 셋째, 지식수준을 상·중·하 세 군집으로 나누어 환경지식과 생수지식 군집에 따른 생수선택속성의 평균차이를 분석한 결과, 추천속성의 평균값의 차이는 통계적인 유의(p<0.05)성이 있는 것으로 나타났다. 이는 환경 및 생수에 대한 지식수준이 낮을수록 생수선택 시 타인의 추천에 의존한다는 의미로 해석된다.
 이와 같이 본 연구에서는 환경 및 생수에 대한 지식수준이 생수선택과 어떤 관계가 있는지 알아보았고, 추천속성과 환경 및 생수 지식수준과의 상관관계를 알 수 있었다.
 실질적으로 환경 및 생수 지식수준과 생수선택속성에 있어 추천이외에 다른 속성들은 큰 영향을 미치지 않는다는 점으로 볼 때 최근 외국계 유명 생수에서 미세플라스틱의 검출은 이미 보편화된 생수의 무분별한 사용에 대해 한 번은 검토하고 가야할 문제를 던지고 있다. 또한 소비자들이 시중에서 판매되고 있는 생수 속 성분에 대한 정보에 대해 관심이 많아질 것으로 사료된다.
 환경오염으로 인해 생수의 안정성이 의문시 될 수도 있어 사회문제가 될 잠재성이 큰 사안이며, 생수 또한 환경파괴로부터 자유로울 수 있는지에 대한 문제를 생각해봐야할 것이다.
[국내 학위논문]
최근 지구온난화를 방지하기 위하여 바이오 플라스틱 개발이 전세계적으로 활발히 연구되고 있다. 국내외 기업들은 환경 문제를 극복하면서 원가 절감 방안을 찾는데 노력하고 있다. 산화생분해 플라스틱은 이 두가지를 모두 만족하는 물질로 꾸준히 연구 되고 있다. 이 논문은 무기질을 활용한 제품을 미국 ASTM D6954 산화생분해의 혼합 환경에서 노출 분해되는 방법을 적용하여 1단계인 UV광분해시험을 통해 분자량(Mw) 5000 이하의 기준을 만족하면서 3단계 생분해도 60 %가 가능한 최적의 배합비를 찾아 상용화 할 수 있는 산화생분해 플라스틱을 개발하는 것이다.
[국내 학위논문]
현재 우리나라의 음식물쓰레기 발생량은 약 1만 1천 4백 톤/일(2000년도 기준)이며 처리방법은 상당분분을 매립과 소각에 의존하고 있고 발생량의 약 45%만이 재활용되고 있는 실정이다. 그러나 음식물 쓰레기 자체의 특성으로 인하여 매립장에서 침출수 발생이나 2차 오염을 발생시켜 처리에 많은 어려움을 주고 있기 때문에 2005년부터는 음식물쓰레기의 직매립을 금지할 계획이며 각 지자체에서는 유기성폐기물인 음식물쓰레기를 재활용하는 처리방식과 기술에 많은 관심을 가지고 있으며 일부 지자체에서는 퇴비화, 사료화 및 메탄발효를 실시하여 자원화를 실시하고 있다. 우리나라에서 음식물쓰레기의 자원화를 위한 수거형태를 보면, 아파트 등 공동주택 지역은 집단 수거통을 설치하여 음식물을 수거하고 있고 단독주택 지역은 음식물쓰레기 전용 종량제봉투를 사용하고 있으나 여러 가지 문제점들이 많이 발생하고 있다. 생활쓰레기 종량제봉투를 비롯한 음식물쓰레기 전용 종량제 봉투는 폴리에틸렌(PE)계열의 비분해성 플라스틱으로 만들어져 있으며 단지 서울시 중구를 비롯하여 몇몇 자치단체만이 생분해성 플라스틱으로 만들어진 음식물쓰레기 전용 종량제봉투를 사용하여 수거하고 있고 대부분은 비분해성 플라스틱 쓰레기봉투에 음식물쓰레기를 담아 재활용장소로 보내어지며, 그 봉투는 자원화 되기 전 음식물쓰레기와 분리된 후 매립지나 소각장으로 보내어진다. 이러한 폐비닐은 매립지의 이용기간을 단축시키고 지반 안정화를 저해한다. 또한 퇴비화장치나 메탄 발효시설에서도 난분해성 쓰레기봉투는 분해가 되지 않고 미생물의 활성에 영향을 끼치며 반드시 선별작업을 해야 하는 어려움과 선별에 필요한 부대시설을 설치하기 때문에 경제적으로도 비효율적이다. 이러한 문제를 해결하고 음식물쓰레기처리의 바람직한 방향을 지향하기 위해서 생분해성 음식물쓰레기 전용봉투의 사용이 고려되어지고 있다. 본 연구에서는 음식물쓰레기 자원화 방안으로 퇴비화와 메탄 발효(혐기성소화)를 고려하여, 음식물 쓰레기와 생분해성 음식물쓰레기 전용봉투를 함께 투입하여 퇴비화와 메탄발효를 시켰을 매, 그 과정에서 생분해성 플라스틱의 실제적인 분해 유무와 생분해성 플라스틱이 미생물의 활성이나 음식물쓰레기 분해반응에 미치는 영향을 연구하였다. 생분해성 확증시험으로는 생분해성 플라스틱 필름을 제조하는 플라스틱 칩을 100mesh이하로 파쇄하여 퇴비화를 통한 생분해능에 관한 연구를 하였다. 본 연구에서는 30% 생분해성 물질 함유 생붕괴성 종량제 봉투(이하 생붕괴성 플라스틱이라 함) 6종류, 전분계 및 지방족 폴리에스터계 100% 생분해성 플라스틱(이하 완전생분해성 플라스틱이라 함) 4종류, 대조 실험을 위해 현재 지자체에서 사용 중인 고밀도 폴리에틸렌 플라스틱(HDPE)과 선형 저밀도 폴리에틸렌 플라스틱(LLDPE)이 시료로 사용되었다. 1) 퇴비화 퇴비화반응에서는 35일 동안 온도가 약 65∼75℃로 유지되었고, 함수율은 반응이 진행됨에 따라 38∼45%로 점차 감소하였으며, VS 역시 약 95%에서 80%로 15%정도 감소하였다. 염분농도(Cl)는 0.08%에서 0.12%로 증가하였고 전기전도도(EC)는 또한 175mS/m에서 240mS/m으로 증가하였다. 암모니아농도와 CO_(2) 농도는 반응이 진행됨에 따라 감소하는 경향을 보였다. 위의 퇴비화반응에 관한 이화학적결과에서 고려해 볼 때 퇴비화는 양호한 조건에서 진행되었음을 알 수가 있었다. 생붕괴성 플라스틱의 경우, 6개의 제품 중 4개의 제품이 15-25%의 무게감량 율을 보였으며 HDPE계열이 LLDPE계열보다 더 큰 감량율을 보였다. 물리적 특성에서도 난 분해성 플라스틱과 비교하여 생붕괴성 플라스틱이 신장율과 인장강도에서 더 감소하였다. 신장율의 경우, 가로방향(TD)에서 약 50∼150%, 세로방향(MD)에서 150∼200%의 감소를 보였고 인장강도의 경우, 가로방향에서 50∼100㎏f/㎠, 세로방향에서 150∼200㎏f/㎠의 감소를 보였으며 LLDPE계열이 HDPE계열보다 더 큰 감소를 보였는데, 이는 PE의 구조 때문이며 산화에 의한 영향이 HDPE에 비해 상대적으로 더 크기 때문이라고 사료된다. 완전생분해성 플라스틱은 짧은 시간에 분해가 일어나기 때문에 8일 동안만 퇴비화 반응을 시켰으며 8일 동안 충분한 분해가 이루어 졌다. 4개의 완전 생분해성 플라스틱 중 100% Aro/Alic 플라스틱을 제외한 3종류의 완전생분해성 플라스틱이 육안에 의한 관찰로도 우수한 분해성을 보였고, 무게감량이나 물리적 특성을 실험하지 못할 정도로 분해 됐으며, 전자 현미경에 의한 표면 관찰결과에서도 미생물에 의한 분해 흔적이 뚜렷하게 나타났다. 그러나 방향족/지방족 폴리에스터계 플라스틱은 미생물에 의한 분해는 보이지 않았다. 2) 혐기성 소화 생붕괴성 플라스틱의 경우 미생물에 의한 무게감량에서 중온은 최대 6%, 고온은 최대 10%밖에 감소되지 않았다. 신장율은 중온소화에서 최대 150%, 고온 소화에서 최대 120%까지 감소하였으며, 인장강도에서는 중온소화에서 최대 180㎏f/㎠, 고온소화에서 최대 200㎏f/㎠ 까지 감소하였다. 대체로 온도가 높고 미생물의 활성이 좋은 고온 혐기성 소화에서 중온보다 큰 무게감소를 보였다. 물리적 특성인 신장율과 인장강도의 감소에서는 미생물에 의한 감소보다는 열에 의한 산화나 가수분해 같은 외부의 물리적 요인에 의하여 감소가 컸다. 그래서 HDPE계열보다는 LLDPE계열의 플라스틱이 무게감량과는 상관없이 신장율과 인장강도에서 많은 감소를 보였다. 완전생분해성 플라스틱의 경우 미생물에 의한 무게감량에서 중온은 최대 8%, 고온은 최대 33%정도 감소를 보였다. 신장율은 중온에서 최대 230%, 고온에서 최대 440%까지 감소하였으며, 인장강도에서는 중온소화가 약 380㎏f/㎠, 고온 소화가 400㎏f/㎠ 정도 감소하였다. 완전생분해성 플라스틱 역시 온도가 높고 미생물의 활성이 좋은 고온 혐기성 소화에서 중온보다 많은 무게감소를 보였다. 전분계 플라스틱의 경우 유관상의 변화는 없었지만 전자현미경관찰에서 가장 뚜렷한 미생물분해 흔적을 보였으나 나머지 3종류의 완전 생분해성 플라스틱은 미생물에 의한 분해보다는 물리적 요인에 의한 분해가 더 크게 나타났으며 방향족/지방족 폴리에스테르의 경우 외형상의 변화는 보였지만 퇴비화의 결과와 같이 미생물에 의한 생분해 흔적은 나타나지 않았다. 3) 플라스틱파우더의 생분해 결과 CO_(2) 농도를 고려할 때 완전 생분해성 플라스틱 중 100% Starch/PCL은 다른 플라스틱과 달리 약 13%까지 증가를 보였고, 미생물제재의 반응이 끝난 후에도 144시간까지 지속적으로 분해를 보였으며 100% AP-Copolymer과 100% Aro/Alic은 반응 초기 분해 형태가 100%Starch/PCL과 유사한 형태를 보였으나 72시간 이후에는 반응이 지속되지 않았다. 온도곡선 또한 CO_(2)농도곡선과 비슷한 경향을 보이고 있으며 100%Starch/PCL만이 144시간까지 비교적 높은 온도를 유지하였다. 또한 1차 교반을 한 후 2차 반응에서도 CO_(2)농도와 온도곡선을 고려해 볼 때 100%Starch/PCL만이 분해 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 고려해 볼 때 완전 생분해성 플라스틱은 정도의 차이는 있지만 생분해가 이루어지는 것으로 사료되며 천연합성계인 완전생분해성 Starch/PCL이 두 화학합성계 생분해성 플라스틱인 100%-Aliphatic과 100%-Aro/Alic보다 높은 분해결과를 보였다. 두 화학합성계 생분해성 플라스틱인 100%-Aliphatic과 100%-Aro/Alic의 경우 생분해를 위해서는 50℃이상의 높은 온도가 요구되는 것으로 사료되며 가수 분해나 산화 등의 물리적 반응이 많은 영향을 끼쳤을 것으로 사료된다. 생분해성물질 30%함유 생붕괴성 플라스틱의 경우, 반응시작 후 12시간까지 미생물 제재의 분해로 인하여 12%까지 높은 CO_(2) 농도를 보이지만 12시간 이후부터는 CO_(2)농도가 급속히 감소하는 경향을 보였으며 완전 생분해성 플라스틱처럼 미생물제재 분해 이후 재반응 결과도 보이지 않았다. 또한 CO_(2) 농도곡선은 난분해성 플라스틱의 CO_(2) 농도곡선과 비슷한 경향을 나타냈으며 온도곡선 또한 CO_(2) 농도곡선과 비슷한 경향을 보였다. 이러한 결과를 고려해 볼 때 생분해성 물질 30%함유 생붕괴성 플라스틱의 경우 짧은 시간에 미생물에 의한 생분해는 일어나지 않는 것으로 사료된다. 상기의 결과를 고려해 볼 때, 단순히 분해 측면에서는 완전 생분해성 플라스틱 4종류 모두 음식물쓰레기 전용 봉투로 사용이 가능하나 생분해적인 관점에서는 100%Aro/Alic 플라스틱의 경우 작은 입자상태로 토양에 잔존할 가능성이 있기 때문에 음식물쓰레기 전용봉투로의 사용은 부적합할 것으로 사료되며 플라스틱의 잔존성과 분해지동을 더 연구한 후에 사용여부를 결정해야할 것으로 사료된다. 생분해성 플라스틱 30%함유 생붕괴성 플라스틱의 경우 6종류 모두 미생물에 의한 생분해가 일어나기는 하지만 그 양이 너무 작고 오랜 시간이 소요되며 혐기성소화에서는 폐플라스틱을 재 선별해야 함으로 음식물 쓰레기전용봉투로서의 사용은 부적합할 것으로 사료되며 반응시간이 긴 매립장용 쓰레기 전용봉투로서의 용도는 고려될 만 하다. 생산비가 고가인 완전생분해성 플라스틱은 생산단가를 낮춰 사용자로 하여금 경제적 부담을 줄일 수 있도록 노력해야 하며 계속적인 기술개발을 통하여 플라스틱의 품질개선에도 힘써야 할 것이다.
[국내 학위논문]
본 연구에서는 파티클보드, 다시마와 같은 바이오매스와 플라스틱의 혼합물을 고정층 반응기를 이용하여 온도, 유속, 시료크기 등 다양한 실험조건 하에서 열분해 하여 최적의 실험 조건을 도출하고자 하였으며, 바이오매스와 플라스틱을 혼합하여 더 높은 발열량을 가지고 고품질의 바이오오일로 개질하기 위하여 촉매열분해를 수행하였다. 그 결과 촉매의 cracking 반응에 바이오오일 내 oxygenates의 제거로 인하여 높은 발열량과 기존 탄화수소 연료와의 혼합에 유리한 양질의 바이오오일로 개질 할 수 있었다. 메조 기공을 갖는 Al-MCM-41, Al-MCM-48, Al-SBA-15, Al-SBA-16과 같은 촉매를 사용한 경우 열분해 생성물 중 고분자 성분의 분해에 좋은 성능을 나타냈지만 미세기공을 갖는 제올라이트 촉매인 HBETA, HY, HZSM5에 비하여 약산점을 지니고 있기 때문에 cracking 능력에는 상대적으로 부족한 면이 나타났다. 반면에 제올라이트 촉매의 경우 제올라이트 특유의 구조와 강산점 때문에 뛰어난 cracking 능력과 aromatics 성분에 대한 선택성을 보여주었다. 특히, MesoMFI는 강산점과 메조 기공을 갖는 구조로 고분자 성분의 분해와 aromatics 성분을 증가 시키는 결과를 나타내었다. 또한 HBETA, Mesoporous MFI 촉매에 각각 Ga, Pt를 담지한 결과 dehydrogenation 능력이 향상되면서 방향족화 반응이 촉진됨을 확인 할 수 있었다. 바이오매스와 플라스틱 혼합물의 촉매 개질 결과 zeolite와 같은 미세기공 촉매의 강산점으로 인하여 cracking 능력이 증가되면서 C5~C9의 가솔린 영역을 증가 시켰으며, Al-MCM-41, Al-MCM-48, Al-SBA-15, Al-SBA-16와 같은 메조기공 촉매는 낮은 산점을 갖지만 큰 기공을 갖고 있어 C10~C17의 디젤 영역을 증가 시켰다. ZSM-5와 같은 촉매는 강산점을 가지고 있지만 작은 기공 때문에 C17이상의 고분자 물질을 모두 분해 할 수는 없었다. 또한 Ga/HBETA, Pt/MesoMFI 촉매는 금속 물질을 담지 함으로써 HBETA, MesoMFI 촉매보다 산점은 감소하였지만 석유 산업에서 고부가 가치 물질 원료로 사용되는 aromatics 물질을 증가시키는 능력을 보였다. 바이오매스와 플라스틱을 혼합한 바이오오일의 발열량은 곧 바로 공정에 사용할 수 있을 정도의 플라스틱과 비슷한 높은 발열량을 얻을 수 있었다.
[국내 학위논문]
현재 사회는 산업발달에 따라 건축, 기계, 해양 등의 많은 분야에서 갈수록 구조물들이 대형화 고속화 경량화 등이 많이 이루어지고 있다. 이러한 구조물들에 따라 비상용이나 직재용으로 회전성형을 이용한 플라스틱 물탱크가 존재 한다. 회전성형은 플라스틱 분말 소재를 금형 내부에 투입하고 금형을 회전/ 가열하여 소재를 금형 내부에 일정 두께로 소재를 성형하고, 다시 회전/냉각하여 중공형(中空形, 내부가 비어있는 형상) 제품을 성형하는 방법이다. 이러한 회전 성형의 장점은 소형부터 복잡한 초대형 제품까지 생산 가능하며 복잡한 형상의 이음이1 없는 일체형 구조물을 필요부위에 금속 인서트를 취부하여 일체 성형 가능하다는 장점으로 물탱크 성형에 많이 적용되고 있다. 물탱크는 용도에 따라 원형과 사각 형태로 사용되며 다양한 용량으로 생산되고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 플라스틱 분말을 사 용하여 성형한 제품은 오래 되면 부식되고 깨지는 현상이 일어나고 있다. 이러한 현상을 저지하기 위해 재질에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 복합소재에 관한 폴리페닐렌 설파이드+유리섬유와 폴리페닐렌 설파이드+탄소섬유 등의 재질별로 사각물탱크에 대한 구조해석을 하여 응력분포와 변형에 안전율과 무게에 관한 연구는 진행 되지 않았다. 이러한 연구는 사각 물탱크의 최종설계에서 반듯이 성행되어야 하는 과정으로서 플라스틱 사각물탱크를 성형하는데 시행착오를 최대한 줄일 수 있는 방법이다. 폴리페닐렌은 기존 폴리에틸렌 종류 이지만 기존 제품보다는 매우 높은 내열성과 내약품성, 난연성 등을 가지고 있으며 무기질과도 결합이 좋은 특성을 가지고 있다. 그러하여 유리섬유 및 탄소섬유와도 친화성이 좋아 고수준의 엔지니어링 플라스틱으로 재품 개발이 가능하다. 따라서 본 논문에서 는 폴리페닐렌 설파이드+유리섬유 와 폴리페닐렌 설파이드+탄소섬유의 재질별 함유율 10%~40% 및 플라스틱 물탱크의 두께별(기존제품은5T이고, 설계제품은5T~IT)로 나누어서 구조해석을 실시하여 제시된 모델의 적합성과 동일모델에서 재질에 따른 응력분포 및 변형, 안전율과 무게 등을 비교 분석하였을 때 안전율과 무게 이 두 가지가 기존 제품 보다 좋은 제품을 선정 했다. 해석 결과 사용화 되고 있는 제품의 안전율은 2.9027이다, PPS+GF의 평균 안전율은 5.7140의 값이 나왔고, PPS+CF의 안전율은8.368이 나오는 것을 확인 할 수 있다. 또한 기초 제품의 무게는 13.921 이다. PPS+GF의 평균값은 14.117이고, PPS+CF의 평균값은 13.21이 나오는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 안전율은 평균값이 기존제품보다 높은 대신 무게는 기존제품보다 많이 나가는 평균값이 나오는 것을 확인 할 수 있다. 그래서 낮은 무게를 중심으로 확인 하였다. 이 두 가지 조건을 모두 충족 하는 제품은 GF+10%(3T), 20%(3T),30%(2T),40%(2T)와 CF+10%(2T,3T),20%(2T,3T) 30%(2T, 3T), 40%(2T)이다. 이 제품들의 안전율의 평균값은 4.94이고, 무게의 평균값은 10.953이다. 이 두가의 조건을 모두 충족하는 제품은 PPS+CF40%(2T)제품이다. 선정된 제품을 상용화된 제품과 비교 하면 무게는 6.7%로 감소 한 것을 확인 할 수 있고, 안전율은 1.6배 상승한 것을 알 수 있었고, 경량화 및 안전율을 높이는 제품 선정을 할 수 있었다.
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