고분자소재공학실험 A+ 레포트 에폭시 수지의 합성과 가교

소개

2024년 고분자소재공학실험에서 A+ 받은 레포트 입니다.
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목차

1. Title
2. Date
3. Principle
4. Apparatus and Reagents
5. Procedure
6. Result
7. Discussion
8. Reference

본문내용

1. Title
Epoxy 수지의 합성과 가교

2. Date
2024.05.22. 수요일

3. Principle
1) 에폭시 수지 합성 과정
에폭시 수지는 일반적으로 하이드록시기를 2개 이상 갖는 화합물과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻는다. 가장 간단한 예로 2몰의 에피클로로히드린과 비스페놀 A(2,2-bis(phydroxyphenyl)-propane) 1몰을 반응시키면 다음과 같이 diepoxide가 생성된다.
<figure 1. Diepoxide 생성 과정>
이 diepoxide를 비스페놀 A와 적당한 비율로 반응시키면 다음과 같은 구조를 갖는 고분자량의 에폭시 수지가 얻어진다.
<figure 2. 에폭시 수지 구조식>
물론 이러한 반응 과정에서 부반응이 발생할 수 있고, 에폭시 수지 구조 대신 한 개의 에폭시기만 존재하는 화합물이 생성될 수도 있으며, 수분에 의해 에폭시기가 가수분해 된 구조도 존재할 수 있어 실제의 하이드록시기의 상대적인 수는 이론적으로 계산된 값과 차이가 있게 된다. 위 반응은 동시에 진행시킬 수도 있고 각 반응을 단계적으로 진행시킬 수도 있다. 예를 들어 하이드록시기 화합물과 당량의 알칼리 수용액의 혼합물에 필요한 양에 에피클로로히드린을 가하여 50~100℃에서 반응시키면, 첫 번째 단계의 부가 반응과 두 번째 단계의 HCl 제거 반응이 동시에 진행된다. 한편, 하이드록시 화합물과 에피클로로히드린을 무수 용매에서 산 촉매 제거하에 반응시키면 첫 번째 단계의 반응에 의한 생성물인 클로로히드린이 주로 생성되고, 다음 단계로 당량의 알칼리를 가하여 반응시키면 에폭시 화합물이 얻어진다.

참고자료

· 구글, https://en.wikipedia.org/wiki/Epoxide, epoxide
· 구글, 비스페놀 A 위험성, 식품음료신문(http://www.thinkfood.co.kr)
· 백종호 외 2명, 고분자 과학과 기술, Vol.3, No.2, 2021, p.147
· 구글, https://en.wikipedia.org/wiki/Curing_(chemistry), curing
· 유경희. 에폭시 수지 시스템에서 경화조건이 잔류응력에 미치는 영향. Diss. 부경대학교 대학원, 2008, p.8, p.13~16
· 김득수 외 2명, polymer(Korea), Vol.23, No.4, 1999, p.570
· 신평수 외 5명, "산 무수물계 및 아민계 경화제를 이용한 열경화성 에폭시섬유 제조 및 물성", Composites Research (구 한국복합재료학회지) Vol 29, No.6 (2016) pp.409~411