Journal of Adhesion and Interface (접착 및 계면)

The Society of Adhesion and Interface, Korea (한국접착및계면학회)
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Synthesis and characterization of PPG-based urethane-modified epoxy resin for enhancing impact resistance of epoxy composite resin

에폭시 복합수지의 내충격성을 향상을 위한 PPG 기반 우레탄 변성 에폭시 합성 및 특성 분석

  • Hwang, Chiwon (Center for Advanxed Specialty Chemicals, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Jeon, Jaehee (Center for Advanxed Specialty Chemicals, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Ahn, Dowon (Center for Advanxed Specialty Chemicals, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Yu, Youngchang (Center for Advanxed Specialty Chemicals, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Lee, Wonjoo (Center for Advanxed Specialty Chemicals, Korea Research Institute of Chemical Technology)
  • 황치원 (한국화학연구원 정밀화학융합기술연구센터) ;
  • 전재희 (한국화학연구원 정밀화학융합기술연구센터) ;
  • 안도원 (한국화학연구원 정밀화학융합기술연구센터) ;
  • 유영창 (한국화학연구원 정밀화학융합기술연구센터) ;
  • 이원주 (한국화학연구원 정밀화학융합기술연구센터)
  • Received : 2022.05.04
  • Accepted : 2022.05.26
  • Published : 2022.06.30
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Abstract

Epoxy resin has the disadvantage of being easily destroyed by instantaneous impact due to its high crosslinking density despite its high glass transition temperature (Tg) and excellent properties. To compensate for this, in this study, polyol was synthesized by ring opening polymerization of propylene glycol (PPG) diamine, Jeffamine D 2000 and propylene carbonate, and urethane modified epoxy was synthesized using this. The properties of the synthesized urethane modified epoxy were confirmed by FT-IR, H-NMR. To confirm the degree of improvement in impact resistance as an adhesive, a urethane modified epoxy adhesive was prepared by mixing a digylcidyl ether bisphenol A (DGEBA) with curing agent and curing accelerator. Properties test of urethane modified epoxy were shear strength, tensile strength and impact strength. As a result, excellent results were obtained in all test when the ratio of DGEBA : urethane modified epoxy was 8:2.

에폭시 수지는 높은 유리전이 온도 (Tg; glass transition temperature)와 우수한 물성에도 불구하고 높은 가교밀도로 인해 순간적인 충격에 쉽게 파괴되는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG; poly(propylene glycol)) 구조 기반의 diamine 물질인 Jeffamine D 2000과 프로필렌 카보네이트 (PC; propylene carbonate)의 개환중합으로 폴리올을 합성하고 이를 이용하여 우레탄 변성 에폭시를 합성하였다. 합성한 우레탄 변성 에폭시의 특성은 FT-IR, 1H-NMR로 확인하였고 접착제로서 내충격성 향상 정도를 확인하기 위해 시중에서 사용되고 있는 비스페놀계 에폭시인 DGEBA (diglycidyl ether bisphenol A)와 경화제, 경화촉진제와 배합하여 우레탄 변성 에폭시 접착제를 만들고 전단강도, 인장강도, 충격강도 실험을 통해 우레탄 변성 에폭시의 특성을 분석하였다. 그 결과 DGEBA와 우레탄 변성 에폭시의 비율이 8:2 일 때, 접착제 내 수소결합에 의한 최적의 시너지 효과로 향상된 기계적 물성을 달성할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국화학연구원의 미래 모빌리티용 첨단정밀화학소재 개발(과제번호: SS2241-10)과 환경부의 재원으로 한국환경산업기술원의 생활화학제품 안전관리 기술개발 사업(환형 carbonate 말단 전구체 합성 및 이를 이용한 환경친화형 폴리우레탄 방수재 개발)(HE22-05R)의 지원을 받아 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

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