Composites Research

The Korean Society for Composite Materials (한국복합재료학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Curing of Epoxy Resin with Natural Cashew Nut Shell Liquids

천연 캐슈너트 외피유를 이용한 에폭시 수지의 가교

  • 나창운 (전북대학교 신소재공학부(고분자.나노공학과)) ;
  • 고진환 (순천대학교 나노신소재응용공학부) ;
  • 변준형 (한국기계연구원 복합재료그룹) ;
  • 황병선 (한국기계연구원 복합재료그룹)
  • Published : 2008.02.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The cure behavior of epoxy resin with a conventional amide-type hardener(HD) was investigated in the presence of castor oil(CO), cashew nut shell liquid(CNSL) and CNSL-formaldehyde resin(CFR) by using a dynamic differential scanning calorimetry(DSC). The activation energy of curing reaction was also calculated based on the non-isothermal DSC thermograms at various heating rates. An one-stage curing was noted in the case of epoxy resin filled with CO, while the epoxy resin with CNSL and CFR showed a two-stage curing process. A competitive cure reaction was noted for the epoxy resin/CNSL(or CFR)/HD blends. In the absence of HD, the CFR showed lower values of curing enthalpy than that of CNSL. The activation energy of epoxy resin curing increased with increasing the CNSL and CFR loading.

일반적인 아미드형 가교제(HD)를 함유한 에폭시 수지의 가교거동을 캐슈너트 외피유(CNSL) 및 CNSL-포름알데하이드 수지(CFR) 그리고 피마자유 존재 하에서 시차열량계(DSC)를 이용하여 조사하였다. 가교반응에 대한 활성화 에너지를 여러 가지 가열속도에서 비등온 DSC 열량그래프로부터 계산하였다. 피마자유 존재 하에서 에폭시 수지의 가교는 1단계 반응을 나타낸 반면 CNSL 및 CFR 존재 하에서는 2단계 가교거동을 나타내었다. 즉, 에폭시 수지/CNSL(혹은 CFR)/HD 블렌드의 경우 경쟁적인 가교반응이 나타났다. HD가 없는 에폭시 수지/CNSL(혹은 CFR) 블렌드의 경우 CFR 시스템이 CNSL보다 낮은 가교엔탈피 값을 나타내었고, CNSL 및 CFR 함량이 증가할수록 가교활성화 에너지는 증가하였다.

Keywords

References

  1. H. Lee, K. Nevile, 'Handbook of Epoxy Resin,' McGraw-Hill, NewYork, 1967, p.1
  2. R. S. Bauer, Epoxy Resin Chemistry, Advances in Chemistry Series, No. 114, American Chemical Society, Washington, DC, 1979, p.1
  3. R. J. Varley, J. H. Hodgkin, D. G. Hawthorne, G. P. Simon, D. McCulloch, Polymer, 41, 3425 (2000)
  4. J. Frohlich, R. Thomonn, R. Mulhaupt, Macromolecules, 36, 7205 (2003)
  5. A. Bonnet, J. P. Pascault, H. Sautereau, Macromolecules, 32, 8524 (1999)
  6. X. Z. Song, S. X. Zhengg, J. Y. Huang, P. P. Zhu, Q. P. Guo, J. Appl. Polym. Sci., 79, 598 (2001) https://doi.org/10.1002/1097-4628(20010103)79:1<1::AID-APP10>3.0.CO;2-V
  7. C. C. Su, E. M. Woo, Polymer, 36, 2883 (1995)
  8. G. Swift, Polymer News, 19, 102 (1994)
  9. A. S. Hermann, J. Nickel, U. Riedel, Polymer Degradation Stabilities, 59, 251 (1998)
  10. S. J. Park, F. L. Jin, J. R. Lee, Materials Science and Engineering, A374, 109 (2004)
  11. P. H. Gedam and P. S. Sampathkumaran, Progress in Orgarnic Coating, 14, 115 (1986)
  12. L. Mwaikambo, 'Plant based resources for sustainable composites,' PhD Thesis, University of Bath, Department of Engineering and Applied Science, 2002
  13. V. Pansare, A. Kulkarni, Journal of Indian Chemical Society, 41, 251 (1964)
  14. C. Pillai, S. Prasad, P. Rohatgi, Report No. RRL/M/27/79, 1980, Materials Division, Regional Research Lab., Thiruvananthapuram, India
  15. S. H. Aziz, A. P. Ansell, Composite Science and Technology, 64, 1231 (2004)
  16. Product catalogue of Cardolite Corporation, Inc
  17. H. E. Kissinger, Analytical Chemistry, 29, 1702 (1957) https://doi.org/10.1021/ac60126a028
  18. T. Ozawa, Bulletin of Chemical Society of Japan, 38, 1881 (1965) https://doi.org/10.1246/bcsj.38.965
  19. M. A. Kader and C. Nah, Polymer, 45, 2237 (2004)
  20. D. Choi, M. A. Kader, B.-H. Cho, Y.-I. Huh, C. Nah, Journal of Applied Polymer Science, 98, 1688 (2005)
  21. Y. P. Huang and E. M. Woo, Polymer, 43, 6795 (2002)