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  1. 2013.11.25 경화제의 구조와 경화물의 성질

 

경화제의 길이가 다른 디아민 경화제에 의한 에폭시 수지 경화물의 구조 모델

 

에폭시 수지의 경화제 중에는 분자 사슬의 길이를 달리하는 동족체도 있습니다.
또 이 경화계를 모델화한 것을 상기그림에 나타내었습니다. 그림 속의 화살표는 인접 분자 사슬로의 가교점을 가리키고 화살표 사이의 선 길이는 경화제의 분자 사슬 길이를 상대적으로 나타냅니다.

 

그림(1) 경화 에폭시 수지의 인장강도

그림(2) 경화 에폭시 수지의 인장전단강도(시프트한 것)

 

이와 같이 경화계의 인장 강도를 그림(1)에, 인장 전단 강도를 그림(2)에 나타내었습니다. 그림과 같이 그 거동은 올리고머 사슬의 길이를 다르게 할 경우와 마찬가지입니다.

 

그림(3) 경화 에폭시 수지의 파괴신장(시프트한 것)

 

그림(4) 경화 에폭시 수지의 박리강도(시프트한 것)

 

 

동일한 경화계의 파괴 신장을 그림(3)에, 박리 강도를 그림(4)에 나타내었습니다. 이들 결과도 올리고머 사슬의 길이를 달리할 경우와 마찬가지입니다. 단, 폴리에틸렌폴리아민의 분자 사슬의 길이는 올리고머 사슬의 길이만큼 대폭으로 변화하지 않기 때문에 경화물의 성질 변화도 올리고머 사슬의 길이가 다른 경우보다는 작습니다.

 

그림(5) 경화 에폭시 수지의 가교밀도와 Tg(시프트한 것)

 

그림(5)에는 경화제의 분자 사슬 길이를 바꾼 경우의 Tg와 ν의 관계를 나타내었습니다. 이 경우도 올리고머 사슬의 길이를 바꾼 경우와 마찬가지로 Tg와 ν사이에 직선 관계가 성립하지만 Tg의 상승 비율은 낮습니다.

 

그림(6) 경화 에폭시 수지의 감쇠(tan δmax)와 신장(εBmax)

 

올리고머 사슬과 경화제의 길이를 바꾸어 망상 사슬의 조밀을 만드는 물체를 총괄하기 위해 5종의 올리고머( n : 0.1 ~ 8.8)와 경화제( m : 0 ~ 4 및 DDM) 모두를 조합하여 경화한계에 대하여 신장과 감쇠의 관계와 박리 강도와 감쇠의 관계를 그림(6)에 나타내었습니다. 이 그림들에서는 극대값끼리의 관계를 나타냈습니다.

그림(6)과 같이 파괴신장과 감쇠, 박리 강도와 감쇠 사이에 각각 직선관계를 볼 수 있습니다.
즉, 올라고머나 경화제의 종류에는 관계없이 신장이나 박리 강도는 감쇠에 지배됩니다.
이들 결과에서, 신장이나 박리 강도가 큰 경화물이 필요한 경우에는 감쇠가 큰 경화물을 만들면 됩니다. 즉, 올리고머 또는 경화제의 분자사슬이 긴 것을 사용하여 가교 망목이 거친 경화물을 만들면 된다는 것입니다. 이 경우 신장, 박리강도 모두 Tg에서 극대값을 취하므로 사용 온도와 경화물의 Tg가 일치하였을 때 가장 좋은 성능이 나타나게 됩니다.

 

 

 

 

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Posted by 티씨씨

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