Cure Behavior and Thermal Stability of Difunctional/Trifunctional Epoxy Blend System Initiated by Thermal Latent Catalyst

열잠재성 촉매 개시제를 이용한 2관능성/3관능성 에폭시 블렌드계의 경화거동 및 열안정성

  • Park, Soo-Jin (Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Kim, Taek-Jin (Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Lee, Jae-Rock (Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology)
  • 박수진 (한국화학연구소 화학소재연구부) ;
  • 김택진 (한국화학연구소 화학소재연구부) ;
  • 이재락 (한국화학연구소 화학소재연구부)
  • Received : 1999.07.28
  • Accepted : 1999.09.30
  • Published : 1999.11.10

Abstract

Cure behavior and thermal stability of the different ratio of diglycidylether of bisphenol A(DGEBA)/trimethylolpropane triglycidylether(TMP) epoxy blends initiated by 1 wt % N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH) as a cationic latent catalyst were studied using DSC and TGA, respectively. Latent properties were performed by measurement of the conversion as a function of temperature using dynamic DSC. Dynamic DSC thermograms of DGEBA/TMP blends revealed that the weak peak was formed by complex formation between the hydroxyl groups in DGEBA and BPH, and between epoxides and BPH in low temperature ranges. The strong peak was considered as an exothermic reaction by the formation of three-dimensional network in high temperature ranges. Isothermal DSC revealed that the reaction rate of the blends was found to be higher than that of the neat TMP. The thermal stabilities in the cured resins were increased with increasing the DGEBA content. These results could be interpreted in terms of the stable aromatic structure, existence of hydroxyl group and high molecular weight of DGEBA.

잠재성 양이온 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)가 1 wt % 첨가된 diglycidylether of bisphenol A(DGEBA)/trimethylolpropane triglycidylether(TMP) 에폭시 블렌드의 혼합 조성비에 따른 경화거동과 열안정성에 대해 각각 DSC와 TGA를 통해 조사하였다. 블렌드계의 잠재 특성은 동적 DSC를 이용하여 온도의 증가에 따른 전환율을 구하여 측정하였다. 동적 DSC에 의한 경화 반응의 열분석 결과 경화 반응 초기에는 DGEBA 수지내의 수산기와 BPH, 그리고 에폭사이드와 BPH 사이의 반응에 의해 저온쪽에 약한 피크를 나타내며 고온쪽에는 3차원 가교 구조를 이루는 성장 과정에서의 발열 피크를 나타냄을 알 수 있었다. 경화 반응 기구의 등온 열분석 결과 경화 반응 속도는 TMP 단일 조성에서보다 DGEBA의 함량에 따라 증가하였다. 경화된 에폭시 수지의 열안정성은 DGEBA 함량이 증가할수록 증가하였는데 이는 DGEBA의 안정한 방향족 구조, 수산기의 존재 그리고 높은 분자량의 영향 등으로 설명할 수 있다.

Keywords

References

  1. ACS Advances in Chemistry Series No. 114 Epoxy Resin Chemistry R. S. Bauer
  2. Handbook of Epoxy Resins H. Lee;K. Nevile
  3. Polymer v.37 L. Jayle;C. B. Bucknall;I. K. Partridge;J. N. Hay;A. Fernyhough;I. Nozue
  4. Polymer v.37 S. Zheng;J. Wang;Q. Guo;J. Wei;J. Li
  5. Polymer v.40 J. He;D. Ragharan;D. Hoffman;D. Hunston
  6. Epoxy Resin C. A. May
  7. The Epoxy Resin Formulators Training Manual R. L. Wheeler
  8. Macromol. Symp. v.93 E. Espuche;J. Galy;J. F. Gerard;J. P. Pascault;H. Sautereau
  9. J. Appl. Polym. Sci. v.30 J. Gu;S. C. Narang;E. L. Pearce
  10. Polym. J. v.29 Y. C. Kim;S. J. Park;J. R. Lee
  11. J. Polym. Sci., Polym. Chem. v.27 H. Uno;T. Takata;T. Endo
  12. Polym. Compo. v.18 J. A. McGowen;L. J. Mathias
  13. J. Polym. Sci., Polym. Chem. v.32 L. Matejka;P. Chabanne;L. Tighzert;J. P. Pascault
  14. Principles of Polymerization(3rd Ed.) J. Odian
  15. Polym. Eng. Sci. v.27 H. H. Winter
  16. Anal. Chem. v.60 D. N. Waters;L. P. John
  17. J. Polym. Sci. v.3 L. H. Lee
  18. Anal. Chem. v.35 H. H. Horowitz;G. Metzger
  19. J. Appl. Polym. Sci. v.62 D. Derouet;F. Morvan;J. C. Brosse