Abstract
Epoxy resin toughening agents such as core/shell nanoparticles, CTBN epoxy, polyester polyols, and polyurethane have been widely used in order to compensate for the brittleness and improve the impact resistance of the epoxy resin. In this work, a few tougheners mentioned above were individually added into adhesive compositions to observe the effects of physical and mechanical properties. Both flexural strength and flexural modulus were measured with UTM while impact strength was analyzed with Izod impact tester. The obtained results showed that the addition of toughening agents afforded positive performance in terms of flexibility and impact resistance of the cured epoxy resin. Furthermore, DMA experiments suggested that the trends of storage modulus data of each epoxy resin composition coincided with the trends of flexural modulus data. FE-SEM images showed that toughening agents formed circled-shape particles when it was cured in epoxy resin composition at high temperature by phase separation. The existence of particles in the cured samples explains why epoxy resin with toughener has higher impact resistance.
코어/쉘 나노입자, CTBN 변성에폭시, 폴리에스터 폴리올, 폴리우레탄 등과 같은 다양한 종류의 강인화 소재는 에폭시 수지의 주요 단점으로 알려진 취성을 보완하여 낮은 충격 저항성을 개선시키기 위한 방법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 앞서 언급된 강인화 소재를 선정, 접착제 조성물에 첨가하여 기계적 물성을 조사하였다. 강인화 소재 도입에 따른 기계적 강도의 측정은 UTM을 이용한 굴곡 강도와 탄성률 측정 및 Izod 충격 시험기를 사용한 충격 강도 실험을 통해 이루어 졌으며, 그 결과 강인화 소재가 에폭시 경화물의 유연성 및 충격에 대한 저항성 향상에 미치는 긍정적인 효과가 나타남을 관찰하였다. 또한, DMA를 이용한 저장 탄성률 결과는 굴곡 탄성률의 결과와 동일한 경향으로 나타남을 확인하였다. 강인화 소재가 충격 강도 향상에 영향을 주는 이유는 에폭시 수지에 첨가된 강인화 소재의 상 분리 현상에 의한 것이며, 상 분리된 강인화 소재는 에폭시 조성물의 파단면을 관찰한 FE-SEM 이미지에서 관찰하였다.
