[A+] 중합공학실험2 결과레포트 Synthesis of Epoxy Resin

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

산무수물 경화제를 사용했기 때문에 C=O 결합의 1700 부근에 strong peak가 나타나야 한다. 또한, 경화 과정에서 C-O 결합 수가 증가했기 때문에 1200 부근에 broad한 peak가 나타나야 한다.
- 에폭시 가를 직접 결정해보고, 산업 현장에서 쓰이는 수지의 에폭시가와 비교하여 수지의 물성과 에폭시 가의 관련성과 에폭시 당량(EEW)에 대해서 알아본다.
Epoxy value는 epoxy와 경화제의 혼합 비율을 결정해주기 위해 사용되며, 본 실험에서의 에폭시가의 결정은 에폭시기 1mol에 HCl 1mol의 첨가반응을 이용한 특성 결정법이다.
산업 현장에서 쓰이는 에폭시 가는 시료 100g 중에 존재하는 에폭시기의 당량(equiv/100g)이다. 에폭시 당량(EEW)은 epoxy 평균분자량/분자당 에폭시기의 수의 값(g/equiv)이며 경화제 당량은 경화제 분자량/경화제의 활성수소의 수이다. 따라서 아민계 경화제를 사용한 경우 당량비를 1:1로 그리고 산무수물계 경화제의 경우에 2:1로 혼합하면 경화가 가능하다.
Epoxy resin은 평균중합도 n=0~1이면 액상 수지를 얻을 수 있고 1 이상이면 고형 수지가 된다. 이때 EEW가 적을수록 액상 형태를 얻을 수 있다. 따라서 EEW가 작을수록 점도가 낮아지고 가소성, 충격강도 및 압축강도가 작아지며 내약품성이 커지는 물성을 얻게 된다.
Epoxy resin의 경화 메커니즘
산무수물계 경화제는 아민계보다 반응이 느려 고온 장시간의 경화 조건이 필요하다. 그래서 촉매 DMA를 혼합해 PA의 carboxylate을 생성한다. 생성된 carboxylate은 에폭시기와 반응하여 alkoxide을 생성하고 무수물을 공격해 carboxylate을 생성하는 가교 반응이 일어난다.
참고문헌
[1] Epoxy. (2023, September 22). In Wikipedia.
[2] Santosh K. Yadav, Fengshuo Hu & John J. La Scala, “Toughening Anhydride-Cured Epoxy Resins Using Fatty Alkyl-Anhydride-Grafted Epoxidized Soybean Oil”, ACS Omega. 2018, 3, 3, 2641.
[3] Istebreq A. Saeedi,Thomas Andritsch, & Alun S. Vaughan, “On the Dielectric Behavior of Amine and Anhydride Cured Epoxy Resins Modified Using Multi-Terminal Epoxy Functional Network Modifier”, Polymers, 2019, 11(8), 1271.
[4] Yoon, M., Lim, CS. “Comparative experiments on amine vs. acid anhydride curing agents for epoxy resin required for automotive parts”, J Polym Res, 2023, 30, 9.

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