방향족 및 지방족 에폭시 아크릴레이트의 합성과 경화 거동 연구 :(A) study on synthesis and curing behavior of aromatic and aliphatic epoxy acrylates

김원영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김원영 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 이기윤

발행연도: 2015

저작권: 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

방향족 및 지방족 에폭시 아크릴레이트의 합성과 경화 거동 연구

김원영 바이오응용화학과 2015.01 학위논문

2013

모노머 사슬 길이에 따른 지방족 에폭시 아크릴레이트의 특성 분석

김원영 , 엄세연 , 이기윤 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2013.04 학술대회자료

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에폭시는 1960년대 산업분야에 등장한 대표적인 열경화성 수지이다.1 에폭시 수지는 하나의 분자에 2개 이상의 에폭시기를 가진 화합물을 가리킨다. 주된 용도는 도료나 접착제, 봉지재부터 첨단재료까지 광범위하다. 에폭시 수지가 이렇게 다양한 분야에 쓰이는 이유는 에폭시 수지의 뛰어난 내열성, 접착성, 내마모성, 내화학성, 우수한 전기절연성, 낮은 성형 수축률 때문이다. 에폭시 수지의 종류는 매우 다양하지만 bisphenol A와 epichlorohydrin을 알칼리 촉매 하에서 반응하여 얻어지는 bisphenol A형 에폭시 수지가 범용적이다.2 이 외에 bisphenol A과 유사한 화학적 구조를 가지지만 일부 구조가 변형된 많은 종류의 에폭시 수지가 존재한다. 국내에서는 70년대부터 일부 특수한 용도에만 수입되어 사용되다가 동시대에 국내 상업 생산이 이루어졌다. 80년대 기술적으로 앞서가는 외국계 기업들이 국내기업과의 기술합작으로 국내시장에 진출하였다. 그러나 국내 산업은 bisphenol A의 기본형 에폭시의 사용이 절대적이며 특수한 용도를 제외하면 대부분 도료, 전기·전자, 건축·토목이 수요를 차지하고 있다. 하지만 국내 화학 산업의 수준이 고도화되고 다양화되었고 전기·전자 분야의 국내 기업이 크게 성장하면서 특수한 용도의 에폭시에 대한 수요가 늘어났다. 이런 수요의 증가로 인해 연구·개발도 활성화되었다.3 최근에는 복합소재분야, 정보통신기술분야에서 응용되어 고부가가치 상품으로 거듭나고 있다.1,2 용도를 살펴보면 자동차·선박 등의 도료, 각종 접착 및 바닥재, 전기·전자 분야의 PCB와 절연재·봉지재, 복합소재분야에서는 풍력 블레이드용 핵심소재 등이다. 이와 같이 에폭시 수지는 쓰임이 매우 다양하기 때문에 지속적인 연구로 각 산업 분야에 맞는 고부가가치 에폭시 수지가 개발되고 있다. 재생에너지, 친환경에너지 시장이 성장함에 따라 풍력 발전 블레이드용 에폭시 수지가 개발된 것이 대표적 개발 사례로 볼 수 있다.4
하지만 에폭시 수지의 주재료인 bisphenol A는 환경호르몬으로 분류되며 국제시장에서 bisphenol A 사용 규제가 늘어가고 있다. 환경적인 문제 외에도 다양한 용도의 소재로 사용되면서 에폭시의 단점을 극복하기 위한 변성 에폭시의 개발이 확대되고 있으며 그 일환으로 에폭시 아크릴레이트의 연구의 필요성이 제기되고 있다.5 에폭시 아크릴레이트는 일반적으로 에폭시기를 포함하고 있는 화합물과 acrylic acid 또는 methacrylic acid 가 반응하여 얻어지는 화합물이다. 즉, 에폭시 전구체를 출발물질로 하여 acrylation 시키는 합성과정을 따라 만들어지므로 반응성을 좌우하는 말단 관능기를 제외하고는 에폭시의 기본적인 특성을 갖고 있기 때문에 통상적으로 ‘에폭시 아크릴레이트’ 라고 불린다.6-14 에폭시 아크릴레이트의 합성과 물성에 관한 연구는 광범위하게 진행되어져 왔지만 상대적으로 경화거동에 대한 연구는 많이 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 에폭시 아크릴레이트의 경화 반응에 대한 거동을 연구하였다.

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 이론적 배경 3
1. 에폭시 아크릴레이트 3
1. 1 에폭시 아크릴레이트의 특성 3
1. 2 아크릴레이트계 시스템 9
2. 경화성 수지의 반응속도론 11
2. 1 승온 경화 분석 11
2. 2 등온 경화 분석 14
Ⅲ. 실험 17
1. 에폭시 아크릴레이트의 합성 17
1. 1 시약 17
1. 2 에폭시 아크릴레이트의 합성 19
2. FT-IR 분석 20
3. 경화 거동 분석 20
3. 1 시약 및 샘플 제조 20
3. 2 Differential Scanning Calorimeter 22
3. 2. 1 Dynamic DSC 22
3. 2. 2 Isothermal DSC 22
Ⅳ. 결과 및 고찰 23
1. FT-IR 분석 23
2. Differential Scanning Calorimeter 분석 26
2. 1 Dynamic DSC 26
2. 2 Isothermal DSC 30
Ⅴ. 결론 36
참고문헌 37

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