[고분자재료실험] 01.에폭시 수지(epoxy resin)의 합성 (결과) : 에폭시 수지를 제조하고, 이의 생성반응을 이해할 수 있다

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[고분자재료실험] 01.에폭시 수지(epoxy resin)의 합성 (결과) : 에폭시 수지를 제조하고, 이의 생성반응을 이해할 수 있다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목/실험날짜

2. 실험조 및 실험자 :

3. 실험목적

4. 실험이론 및 배경 (요약) :

5. 실험내용

6. 실험결과 및 고찰

7. 참고문헌

본문내용

다. 경화제는 반응을 통하여 직접 한부분이 되는데 주로 발열반응이어서 반응이 개시되면서부터 열을 발생한다. 따라서 반응을 시키기 위해서는 높은 온도가 필요하고 긴시간이 필요하게 된다. [6]
8) 상업적으로 널리 쓰이는 에폭시 수지와 경화제의 종류 및 특성, 그리고 용도를 조사하라.
- 비스페놀 A 에폭시 수지
에폭시 수지의 가장 일반적이고 중요한 반응이다. 비스페놀 A와 에피클로로히드린을 반응시켜 형성된다. 비스페놀 A 1몰과 에피클로로히드린이 1몰을 반응시켜 형성되며 bisphenol A diglycidyl ether라 한다. (DGEBA 또는 BADGE 일반적으로 표기함). DGEBA 수지는 일반적으로 25°C에서 5~15Paㆍs 인 범위에서의 점도가, 실온에서는 무색투명한 담황색 액체이다. 순수한 DGEBA는 상온에서 저장시 결정 성 고체를 형성하려는 강한 경향을 나타낸다.
제조시에, 에피클로로히드린/비스페놀 A의 비율을 증가 시키면 달성 분자량에 따라 실온에서 단단한 결정질의 반고체가 된다. 고분자량 선형 폴리에테르를 생성한다. 수지의 분자량이 증가 되면, 에폭사이드 함량은 감소되고, 열가소성이면서 매우 고분자량의 중축합물(약 30 000-70 000 g/mol)이 된다.
- 비스페놀 F 에폭시 수지
비스페놀 F는 비스페놀 A. 유사한 방식으로 에폭시 구조를 만들 수 있고, 비스페놀 F형 에폭시 수지는 낮은 점도 (일단 경화) 단위 g당 더 높은 평균 에폭시 함량, 더 좋은 내화학성을 가진다.
- 노 볼락 에폭시 수지
Novolac Type Epoxy 수지는 Phenol Novolac 과 Cresol Novolac 의 두 Type 이 있다. 이 수지는 내열도가 높은 경화물을 얻을 수가 있으며, 내약품성과 접착력도 우수하다. 단점으로는 이 수지는 점도가 상당히 높아 취급이 어려운 점이 있다. 대개의 경우 이 수지는 상온에서 반고형이나 고형으로 존재한다.
- 난연성 에폭시(Brominated Epoxy)
Brominated TYpe Epoxy 수지는 Bisphenol A 에 Br을 첨가한 것을 사용하여 제 조한 것으로, 이 수지의 특징으로는 자기소화성, 난연성, 치수 안정성 등이 우수하며, 주용도로는 난연성을 부여하기 위해 주로 사용된다. 이 수지는 Br이 Bisphenol A 에 많이 붙어 있어 점도가 높다. 주로 주제 단독으로 사용되는 경우는 드물며, DGEBA Type 이나 다른 수지와 혼용하여, 난연성 부여와 기계적 강도의 보강에 사용된다.
- Cycloaliphatic Epoxy
Cycloaliphatic Type Epoxy 수지는 Diene 화합물을 중합 반응시켜 만들어 지며 저점도이다. 이 수지는 산무수물계열(Anhydride)의 경화제와 경화시킬 경우 250 도 정도의 내열도를 가지는 경화물을 만들수 있고, 또한 내약품성이 좋고 , 전기적 특성이 우수하다. 이 수지는 점도가 낮아 함침성과 주형성이 좋아 주로 Film Type 의 Condenser등에 함침제로 사용된다. 단점으로는 경화물의 경도가 너무 높아 부서지기 쉽고, 깨지기 쉽다는 것이다. 이수지는 주로 다른 수지와 혼용하여 사용된다. 또한 이 수지는 수지중에 다른 수지와 달리 Benzene 핵이 없어 황변성이 좋아 내후성이 요구되는 곳에 사용되곤 한다. [5], [6]
- 에폭시 수지의 사용 용도
① 전기,전자 - 주형,적층,절연재,Molding powder,접착등의 용도
② 토목,건축 - 접착,콘크리트 라이닝, 바닥재, 도로, 방수, 그라우팅,등등
③ 접착 - 접착, 충전, 연마재
④ 수지금형, 적층 - 공구, 필라켄트 와인딩, 금형등등
⑤ Coating - 통조림, 드럼관의 내외 코팅, 악세사리 코팅
⑥ 일반도료 - 자동차, 전기 가스기기, 기계, Steel등의 도장
⑦ 보호도장 - 내약, 내식, 도장라이닝, 등의 일반 용도
⑧ 선박도료 - 선체, 선내탱크, 파이프, 상부구조, 기관부 등의 도장 라이닝
- 에폭시 수지용 경화제
에폭시 수지는 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고 경화제와 배합하여 3차원의 열경화성 물질로 경화시켜 사용됨으로, 그 성능은 경화제의 선택에 크게 좌우된다. 에폭시 수지의 경화제는 종류에 따라 사용량이 수 PHR로부터 거의 동량사용되는 것까지 다양하며 경화물의 성질, 혼합하였을 때 가사시간, 점도, 경화온도, 경화시간, 발열 등 사용하는 경화제의 종류에 따라 차이가 있으므로 작업성과 경화물의 성능을 검토, 에폭시수지의 선택과 함께 신중히 선택하여야 한다.
경화제를 사용할 때 다음 사항에 유의해야한다.
1. 작업온도에서 점도, 가사시간, 발열, 독성 등과 경화시의 작업성
2. 필요한 경화온도 및 Post Cure의 온도 및 시간
3. 경화물이 필요로 하는 물리적, 기계적, 전기적, 화학적 성질
4. 경화제의 가격
경화제를 분류하여 보면 경화제는 반응기구, 경화온도, 화학구조 등에 따라 다음과 같이 분류한다.
- 반응기구에 의한 분류
1. 촉매적으로 작용하는것 : 제 3아민류, Imidazole류
2. 에폭시의 관능기와 화학양론적으로 반응하는 것 : 폴리아민, 산 무수물
- 경화온도에 의한 분류
1. 상온경화 : Diethylene Triamine 등
2. 중온경화 : Diethyl amino proplylamine 등
3. 고온경화 : Phthalic acid anhydride 등
- 화학구조에 의한 분류
1. 아민류
2. 산무수물
3. 폴리아마이드 류
4. 폴리 설파이드 류
5. Bf3 - Amine Complex
6. 합성수지 초기화합물 : 페놀 수지
7. 기타 : Dicyandiamide [6]
7. 참고문헌 :
[1] - 실험 참고자료
[2] - http://www.scienceall.com/?post_type=dic&p=29148
[3] - http://www.sekiarch.co.kr/pds/ce.htm
[4] - http://tcctech.tistory.com/101
[5] - http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy
[6] - http://ghiold.kodc.net/technical-info/info-data11-1.html#

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