A Study on Surface Properties of Mechanical Interfacial Behavior of DGEBA/PMR-15 Blends

DGEBA/PMR-15 블렌드계의 표면특성 변화가 기계적 계면특성에 미지는 영향

In this work, the effect of PMR-15 content on the variation of surface free energy of the DGEBA/PMR-15 blend system was investigated in terms of contact angles and mechanical interfacial tests. Based on FT-IR result of the blend system. C=O (1,772, $1,778cm^{-1}$) and C-N ($1,372cm^{-1}$) peaks appeared with imidization of PMR-15 and -OH ($3,500cm^{-1}$) peak showed broadly at 10 phr of PMR-15 by ring-opening of epoxy. Contact angle measurements were performed by using deionized water and diiodomethane as testing liquids. As a result, the surface free energy of the blends gave a maximum value at 10 phr of PMR-15, due to the significant increasing of specific component. The mechanical interfacial properties measured from the critical stress intensity factor ($K_{IC}$) and the critical strain energy release rate ($G_{IC}$) showed a similar behavior with the results of surface energetics. This behavior was probably attributed to The improving of the interfacial adhesion between intermolecules, resulting from increasing the hydrogen bondings of the blends.

본 연구에서는 이관능성 에폭시와 PMR-15 블렌드계의 접촉각 측정과 파괴인성 측정을 통하여 PMR-15 조성비에 따른 표면자유에너지가 기계적 계면특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 블렌드계의 FT-IR 분석 결과, PMR-15의 이미드화에 따른 특성 밴드가 1,722, $1,778cm^{-1}$ (C=O)와 $1,372cm^{-1}$ (C-N)에서 나타났고, 에폭시의 개환 반응에 따른 -OH peak는 PMR-15 phr의 함량에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 sessile drop 방법으로 접촉각을 측정한 결과, 표면자유에너지는 극성 요소의 증가에 의해서 PMR-15의 함량이 10 phr일 때 최고값을 나타내었다. 또한, 기계적 계면특성을 파괴인성 측정을 통하여 알아본 결과 $K_{IC}$와 $G_{IC}$ 또한 표면자유에너지와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 PMR-15 10 phr의 조성에서 수소결합의 증가에 의한 블렌드계의 극성요소가 증가함에 따라 분자들간의 계면결합력이 증가했기 때문인 것으로 관찰된다.