양이온 열잠재성 개시제에 의한 에폭시/페놀 수지 브랜드 시스템의 경화 동력학.열안정성 및 유변학적 특성 = Cure Kinetics, Thermal Stabilities and Rheological Properties of Epoxy/phenol Resin Blend System Initiated by Cationic Thermal Latent Catalyst

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effects of 1 wt.% N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH) as a thermal latent initiator and blend compositions composed of 0, 5, 10, 20 and 40 wt.% of phenol-novolac resin to epoxy resin were investigated in terms of cure kinetics, thermal stabilities and rheological properties. Thermal latent properties of BPH were measured from the conversion as a function of reaction temperature on a dynamic DSC. This cationic BPH system turned out to be an effective thermal latent initiator in the epoxy-phenol curing system. And the increase of phenol-novolac resin concentration led to the decrease in the latent temperature and to the increase of cure activation energy ($E_a$) of the blend system. The thermal stability and activation energy ($E_t$) for decomposition, gel-time and activation energy ($E_c$) for cross-linking from rheometer increased within the composition range of 20~40 wt.% of phenol-novolac resin. This implies that the three-dimensional cross-linking may take place among hydroxyl group within phenol resin, epoxide ring within epoxy resin and BPH.

국문 초록 (Abstract)

열잠재성 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)를 에폭시 수지에 페놀-노볼락 수지의 혼합비가 각각 0, 5, 10, 20 그리고 40 wt.%로 구성된 혼합물에 1 wt.% 첨가 시킨 후 혼합 조성비에 따른 경화 동력학, 열안정성 그리고 유변학적 특성에 관하여 연구하였다. 열잠재특성은 동적 DSC를 이용하여 반응 온도에 대한 전화량을 구하여 측정하였다. 본 양이온 BPH 시스템은 에폭시-페놀 경화 시스템의 열잠재성 개시제로서 유용하다는 것이 입증되었다. 페놀-노볼락 수지의 농도 증가는 브랜드 시스템의 잠재온도 감소와 경화 활성화 에너지($E_a$) 증가를 나타내었다. 브랜드 시스템의 열안정성과 유변학적 특성은 TGA와 rheometer를 사용한 등온 실험을 통하여 각각 조사하였다. 결과로서, TGA를 이용하여 구한 열안정성과 분해 활성화 에너지($E_t$) 그리고 rheometer에 의한 gel time과 가교 활성화 에너지($E_c$)는 페놀-노볼락 수지가 20~40 wt.% 조성범위에서 혼합될 때 증가하였다. 이는 페놀 수지내의 수산기 그룹, 에폭시 수지내의 에폭사이드환 그리고 BPH간의 3차원 가교 반응에 기인한다.