에폭시 레진의 합성. 건국대학교 고분자재료실험

문서 내 토픽

1. 에폭시 수지의 합성 반응

비스페놀 A와 에피클로로히드린을 염기성 하에 고온 반응시켜 에폭시 수지를 합성하는 과정을 설명하였다. 이 반응에서 diepoxide가 생성되고, 이를 비스페놀 A와 반응시켜 고분자량의 에폭시 수지를 얻을 수 있다. 반응 조건에 따라 부반응이 일어나 에폭시기의 가수분해가 발생할 수 있으므로 온도 조절이 중요하다.
2. 에폭시 수지의 분자량 변화

비스페놀 A와 에피클로로히드린의 몰비에 따라 생성되는 에폭시 수지의 분자량이 달라진다. 에피클로로히드린이 과량 첨가되면 주반응과 부반응이 동시에 일어나 에폭시 수지의 분자량이 감소한다.
3. 에폭시가 측정 방법

에폭시가는 에폭시 수지 100g 당 에폭시기의 그람 당량을 의미한다. 이를 측정하기 위해 에폭시 수지를 피리딘 염산염 용액에 반응시킨 후 0.1N NaOH 용액으로 적정하는 방법을 사용한다. 에폭시가가 높을수록 경화반응이 잘 일어나 가교도가 높아진다.
4. 아민에 의한 에폭시 수지 경화 반응

3급 아민은 경화제 역할보다는 산무수물 경화제계의 경화 촉진제 역할을 한다. 아민 경화제와의 반응을 통해 분자성장과 분자가교가 일어나 3차원 망상구조를 형성한다.
5. 산 무수물에 의한 에폭시 수지 경화 반응

산 무수물에 의한 경화 반응은 복잡한 메커니즘을 가지고 있다. 무촉매 경화와 촉매 경화로 나뉘는데, 무촉매 경화의 경우 에폭시 수지 내 히드록시기가 개시제 역할을 하여 산 무수물과 반응한다.
6. 에폭시 수지의 상업적 용도

Bisphenol A형, 난연형, Novolac형, Bisphenol F형, Glycidyl Amine형, Rubber 변성형, 고분자형, Isocyanate 경화형, Polyamide형, Epoxy Adduct형, Mannich형 등 다양한 종류의 에폭시 수지와 경화제가 상업적으로 사용되고 있으며, 각각 특성과 용도가 다르다.

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1. 주제2: 에폭시 수지의 분자량 변화

에폭시 수지의 분자량은 경화 반응 및 최종 제품의 물성에 큰 영향을 미칩니다. 에폭시 수지의 분자량은 합성 조건, 경화제 종류, 경화 조건 등에 따라 다양하게 변화할 수 있습니다. 일반적으로 분자량이 증가할수록 기계적 강도, 내열성, 내화학성 등이 향상되지만, 가공성이 저하될 수 있습니다. 따라서 목적에 맞는 적절한 분자량 조절이 필요하며, 이를 위해서는 에폭시 수지의 합성 및 경화 메커니즘에 대한 깊이 있는 이해가 요구됩니다.
2. 주제4: 아민에 의한 에폭시 수지 경화 반응

에폭시 수지의 가장 대표적인 경화 반응은 아민과의 반응입니다. 아민은 에폭시기와 반응하여 수산기와 새로운 에테르 결합을 형성하면서 경화가 진행됩니다. 아민의 종류와 함량, 경화 조건 등에 따라 경화 속도와 최종 물성이 크게 달라질 수 있습니다. 일반적으로 지방족 아민은 빠른 경화 속도와 높은 기계적 강도를 나타내며, 방향족 아민은 내열성이 우수합니다. 또한 아민의 분자량과 관능기 수에 따라 가교밀도와 유리전이온도 등이 변화합니다. 이러한 아민 경화 반응의 이해는 에폭시 수지의 최적화된 물성 발현을 위해 필수적입니다.
3. 주제6: 에폭시 수지의 상업적 용도

에폭시 수지는 우수한 기계적 성질, 내화학성, 접착력 등의 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 대표적인 용도로는 코팅, 접착제, 복합재료, 전자 재료 등이 있습니다. 코팅 분야에서는 내식성과 내마모성이 요구되는 선박, 자동차, 가전제품 등에 적용되며, 접착제 분야에서는 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 소재의 접합에 활용됩니다. 또한 복합재료 분야에서는 강화섬유와 결합하여 경량 고강도 구조재로 사용되며, 전자 재료 분야에서는 전자 부품의 밀봉 및 절연 재료로 사용됩니다. 이처럼 에폭시 수지는 그 우수한 물성으로 인해 지속적으로 새로운 응용 분야가 개발되고 있습니다.