중국, 솔 올레오레진 심층 가공 기술

중국은 소나무 자원 대국이고 매년 솔 올레오레진(pine oleoresin, 식물에서 뽑아낸 방향성(芳香性)의 끈끈한 액체. 약을 만드는 재료로 쓰며 공기 중에 방치하여 두거나 증류하면 고형 수지(固形樹脂)가 된다.) 200만 톤을 채집한다. 2007년 솔 올레오레진 생산량은 95만 톤, 이 중에서 로진(rosin) 70만 톤, 테레빈유(Turpentine, 소나무과(科) 식물의 함유 수지(含油樹脂)) 10만 톤을 생산하였고 35만 톤 로진을 수출하여 세계 1위를 차지하였다. 솔 올레오레진은 재생가능 에너지로서 사용 용도가 광범위하고 로진과 테레빈유는 400여 가지 용도가 있고, 본드, 에너지, 합성 고무, 의약, 인쇄, 제지, 전자, 식품 등 업종에 응용된다. 로진 심층 가공 제품은 선저우5호 비행선에 응용된 적도 있다. 하지만 로진, 테레빈유는 쉽게 산화되고, 중합되고, 색이 변하고, 품질이 변하여 고품질 로진, 테레빈유 심층 가공 제품의 수요를 만족시키지 못하고 있다. 로진 화학 구조의 색 변화 유전자를 제거하여 로진을 색이 없고 화학성능이 안정한 물질로 만드는 기술은 중국 임업이 직면한 문제로 되었다. 이런 상황에서 중국 과학자들은 로진 무색화 메커니즘에 대한 연구를 진행하여 로진, 테레빈유 원료를 이용하여 분자 구조의 전환, 수소부가 등 기술을 통하여 솔 올레오레진의 고활성 구조를 안정한 구조로 변화시켜 고품질 솔 올레오레진 물질을 개발하였다. 연구원은 화학 방법 및 정제, 추출 등 물리 기술을 종합적으로 로진 성질 변화 처리에 응용하여 로진 분자중의 주요한 색 변화 요소인 불안정 공액이중결합(conjugated double bond)을 제거하여 로진 제품의 무색, 안정하고 투명한 무색 로진을 개발하였다. 복합 기능 촉매의 항산화, 표백 및 에스테르화 등 기능을 이용하여 원료 로진을 직접적으로 안정한 구조를 가진 로진수지를 개발하였고, 또한 흡수제를 이용하여 산소와 분해 산화과정에서 생성된 과산화수소를 흡수하여 색이 연하고 안정한 무색 로진수지를 개발하였다. 에폭시 수지를 합성하는 일반적인 방법은 석화원료를 이용하여 톨루엔을 용매로 하고 소다수 환경에서 합성하지만 중국 연구원들이 개발한 무색 로진 수지는 생물질 자원을 석유자원과 대체하여 무용제, 물이 없는 환경에서 에폭시 수지를 합성하여 가수분해 등 역반응 문제를 해결하였다. 기존 테레빈유 안정 구조의 산화방법에서 반드시 100% 순도 산소를 반응기에서 간접적 산화반응을 진행하여 에너지 소모가 높고 효율이 낮고 위험이 크다. 하지만 심층 가공 기술은 공기로 100% 순도 산소를 대체하고 새로 개발한 촉매를 이용하여 산소분자의 활성을 증가시켜 반응 속도를 향상시켜 연속적이고 에너지 소모가 적고 효율이 높은 반응 공정을 개발하였다. 솔 올레오레진 심층 가공 기술 개발 프로젝트는 국가 특허 4개를 받고 신제품 기술 표준 10개를 제정하였으며 EI에 11편 수록한 것을 포함하여 27편의 연구 논문을 발표했다. 새로운 솔 올레오레진 심층 가공 기술은 매년 10만 톤의 로진 시장을 개척할 수 있고 매년 약 5억 위안(한화 약 1150억 원)의 매출을 실현할 수 있어 솔 올레오레진 업종을 한층 더 성장시킬 수 있다.