[A+] 중합공학실험2 Synthesis of epoxy 에폭시 합성 실험 결과레포트

소개글

"[A+] 중합공학실험2 Synthesis of epoxy 에폭시 합성 실험 결과레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1) 실험 목적

2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
2. Epoxy resin
3. Bisphenol-A (BPA)
4. epichlorohydrin
5. 산무수물 경화

3) 실험 방법
1. Epoxy 수지의 합성 방법
2. 산무수물에 의한 경화

4) 실험 결과
1. TGA graph
2. DSC graph
3. FT-IR graph

5) 고찰
1. 에폭시 수지의 경화 메커니즘
2. 95 ℃ 넘으면 부반응물이 다량 생성되는 이유

본문내용

1) 실험 목적
1. Epoxy 수지의 합성에 대한 이해와 합성법을 습득한다
2. 반응성 수지를 경화시키는 방법에 대해 이해한다.
2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
열경화성 고분자는 monomer 끼리 가교되어 그물 구조를 형성하고 사슬 움직임에 제한을 받는다. 열을 가하면 다시 가공할 수 있을 정도로 액체가 되어 녹는 열가소성 고분자(thermoplastic)와는 달리 열경화성 고분자는 열이 가해지면 아예 경화가 되어 분해(decomposition)가 된다.
2. Epoxy resin
에폭시 수지는 에폭시기를 지닌 열경화성 수지를 일컬으며 일상 및 산업에서 매우 중요하게 사용되는 고분자 재료 중 하나이다. 그 중 대표적인 예시는 epichlorohydrin 과 비스페놀-A 와의 반응으로 얻어지는 diglycidyl ether 에 해당하는 prepolymer 이다. 1 지방족 알코올로도 에폭시 수지를 만들기도 하지만 방향족 알코올로 에폭시를 만들면 물성이 아주 좋다. 방향족 알코올로는 주로 BPA 가 사용되며, BPF 로도 에폭시를 합성할 수 있다. 또한 노볼락 수지로도 에폭시를 합성할 수 있는데 이는 노볼락이 페놀계 수지에 해당하여 -OH 기를 지니고 있기 때문이다.

Fig 1 을 보면 알 수 있듯이 단위체에 해당하는 BPA 의 우수한 고분자의 물성은 유지한 채 말단에 위치한 epoxide ring 으로 사슬의 길이를 자유도 높게 유동적으로 늘릴 수 있어 다른 수지들에 비해 상대적으로 가공하기가 매우 용이한 편이다.
3. Bisphenol-A (BPA)
가운데에 propyl group 을 두고 양쪽으로 페놀기를 구성하는 화합물이며 주로 에폭시 수지나 폴리카보네이트의 합성에 사용되는 물질이다. 9.6 정도의 pKa 값을 가져 NaOH 처리를 하였을 때 쉽게 양성자를 내주므로 BPA 말단에 있는 phenol 기 하나를 phenolate ion 로 형성시킬 수 있다.

참고 자료

Introduction to Polymers/Third Edition, Robert J. Young, Young J. Young, Peter A. Lovell, CRC Press [2010.03.31]
CHAPTER 9 Towards Green: A Review of Recent Developments in Bio-renewable Epoxy Resins from Vegetable Oils ,Rongpeng Wang•Thomas Schuman, The Royal Society of Chemistry Green Materials from Plant Oils (pp.202-241), [January, 2015.]