1. 에폭시레진의 합성-결과

목차

1. 실험 목적

2. 실험의 이론적 배경

3. 실험 내용

4. 실험 결과 및 고찰

5. 토의사항
1) 에폭시 수지의 생성 반응 메카니즘을 설명하라.
2) 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 몰비에 따른 생성된 에폭시 수지의 분자량 변화에 대해 논의하라.
3) 에폭시가를 결정하는 방법에 대해 논의하라.
4) 아민에 의한 경화 반응의 반응식을 설명해 보고, 경화된 에폭시 수지의 화학적 구조를 설명하라.
5) 산 무수물에 의한 경화 반응의 반응식을 설명하라.
6) 에폭시 수지의 에폭시가와 경화된 에폭시 수지의 가교도와의 관계를 논의하라.
7) 경화 반응을 충분히 진행시키려면 비교적 높은 온도와 긴 시간을 요하는 이유를 생각하라.
8) 상업적으로 널리 쓰이는 에폭시 수지와 경화제의 종류 및 특성, 그리고 용도를 조사하라.

본문내용

1. 실험 목적
에폭시 수지를 제조하고, 이의 생성 반응을 이해한다.

2. 실험의 이론적 배경
에폭시 수지는 히드록시기를 2개 이상 갖는 화합물과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻는다. 본 실험에서는 에피클로로히드린과 비스페놀A를 사용하여 에폭시 수지를 생성한다. 반응 과정에서 있어서 부반응이나, 수분에 의해 에폭시기가 가수분해 될 수 있어 히드록시기의 상대적인 수는 이론적으로 계산된 값과는 차이를 보인다.

3. 실험 내용
비스페놀A 1.52g(6.67mmol)과 2.5M NaOH 5ml 수용액을 넣고 교반한다.

<중 략>

* 이론값

고분자 무게(g)
= 비스페놀 A (몰 수x(분자량-제거된 분자량)) + 에피클로로히드린(몰 수x(분자량-제거된 분자량))
= (0.0067mol x (228.29-2)g/mol) + (0.0100mol x (92.52-35.45)g/mol)
= 1.516g + 0.5707g
= 2.087g

* 실험값 : 3.14g

수율 : 3.14/2.087 x 100% = 150.46%

본 실험은 열경화성 수지인 에폭시 수지를 합성하는 실험이다. 비스페놀 A와 에피클로로히드린을 반응하여 에폭시 수지를 얻을 수 있는데, 과량의 에피클로로히드린을 가하면 양 말단에 에폭시기가 존재하는 화합물을 생성할 수 있다. 에피클로로히드린의 양이 많아질수록 분자량은 작아져서 원하는 분자량을 얻기 위해서는 에피클로로히드린 양의 조절이 필수적이다. 염기성 조건에서 반응이 잘 일어나기 때문에 NaOH를 촉매로 사용하여 반응을 진행했다.

대게의 경우 온도가 충분히 높지 않거나 부반응에 의해 수율이 낮게 나와야 하지만, 실험값을 보면 100%가 넘는 수율을 얻었다. 실험을 진행하면서 과량의 반응물을 투입하여 생성물이 높게 나왔거나, 층 분리나 불순물 제거 과정에서의 미흡으로 보인다.

참고 자료

경화제 – 안태완, 김기수, 『고분자화학 제 2판』, 문운당, 2013, p.310
http://mslab.polymer.pusan.ac.kr/sub4/eposyn.html
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(Second Edition). CRC Press. p. 65.
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Epichlorohydrin – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS, 2020년 09월 20일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
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Metyl red – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS, 2020년 09월 20일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do