The cure kinetics of a cycloalipatic epoxy / anhydride / Co(II) system for a no-flow underfill encapsulant, has been studied by using a differential scanning calorimetry(DSC) under isothermal and dynamic conditions over the temperature range of $160^{\circ}C ~220^{\circ}C$. The kinetic analysis was carried out by fitting dynamic/isothermal heating experimental data to the kinetic expressions to determine the reaction parameters, such as order of reaction and reaction constants. Diffusion-controlled reaction has been observed as the cure conversion increases and successfully analyzed by incorporating the diffusion control term into the rate equation. The prediction of reaction rates by the model equation corresponded well to experimental data at all temperature.
본 연구에서는 시차주사 열량계(differential scanning calorimetry, DSC)를 이용하여 진공백 성형 공정에 사용되는 탄소 섬유 프리프레그의 경화 거동을 연구하였다. 프리프레그를 이용한 동적주사 시험을 통해 전체 발열량(ΔHtotal = 537.1 J/g)을 측정하였고, 130℃~180℃에서 등온주사 시험을 실시하였다. 등온주사 시험의 결과는 온도가 올라감에 따라 발열 반응이 증가되는 것을 확인하였다. 시험 결과를 토대로 수지의 경화 거동을 분석하기 위하여 Kratz 모델을 적용하였다. 서로 다른 경화 사이클로 제작된 평판의 경화도를 경화 예측 모델과 실험값을 비교하였다. 경화 예측 모델은 실험값 대비 3.4% 이하의 오차율을 보여 결과가 잘 부합하는 것을 확인하였다.
The cure characteristics of metal particle filled DGEBA/MDA/SN/ zeolite epoxy resin composite system for EMI shielding were investigated by dynamic DSC run method and FT-lR spectroscopy. As the heating rate increased, the peak temperature on dynamic DSC curve increased because of the rapid cure reaction. From the straight line of the Kissinger plot, the curing reaction activation energy and pre-exponential factor could be obtained. As the post-curing time at 15$0^{\circ}C$ increased, the glass increased the glass transition temperature or the thermal stability increased. When the post curing time is too long, the system filled with metallic Al particle can be thermally oxidized by the catalytic reaction of metal filler and the thermal stability of the composite for the EMI shielding application may be decreased.
Diglycidy1 ether of bisphenol A (DEGBA)/4, 4'-methylene dianiline(MDA) 계의 반응속도에 미치는 10 phr의 pheny1 glycidy1 ether(PGE)-acetamide(AcAm)의 영향을 살펴보았다. PGE-AcAm이 첨가됨으로 인해서 승온적 DSC 곡선에서 최대 발열피크의 온도와 피크 시작 온도가 감소하였다. PGE-AcAm의 첨가 여부에 관계없이 전화율 곡선은 s-자 형상이었고, 이는 DGEBA/MDA 계와 DGEBA/MDA/PGE-AcAm 계가 자촉대 반응을 한다는 것을 의미한다. 또한 PGE-AcAm이 10 phr 첨가됨으로 인해서 1.2-1.4배 증가하였는데, 이는 PGE-AcAm의 수산기가 촉매로 작용하기 때문이다.
타이어 가황공정(curing process)은 타이어 제조를 위한 최종공정으로 여러 개의 고무배합물 층으로부터 성형된 그린타이어(green tire)를 가황기(mold)내에서 고압/고온 조건하에 유지시킴으로써 원하는 형상을 얻게 하고, 아울러 각 고무배합물이 고탄성을 갖도록 물성을 변화시키는 공정이다. 본 연구에서는 타이어 품질의 향상을 위해 가황공정을 수치적으로 최적화하는 기법을 개발하였다. 먼저, 가황공정 중 가황매체(cure media)의 최적공급 조건을 경정하기 위해 제약조건을 갖는 동적최적화문제(dynamic constrained optimization problem)로 정형화하였다. 즉, 가황기 내의 전열 및 가황 반응 현상을 묘사하는 공정모델로 표현되는 등위제약조건(equality constraint)과 가황매체가 갖는 온도의 한계를 표현하는 부등위제약조건(Inequality constraint) 아래 목적함수를 최적화 시켰다. 다음, 공급되는 가황매체의 최적조건을 결정하기 위해 구성된 최적화문제를 유한요소법(FEM)과 complex 알고리즘을 적용하여 풀었다.
The cure behaviors, dielectric characteristics and fracture toughness of diglycidylether of bisphenol-A (DGEBA)/poly(ethylene terephthalate) (PET) blend system were investigated. The degree of conversion for the DGEBA/PET blend system was measured using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The cure kinetics were investigated by measuring the cure activation energies ($E_a$) with dynamic differential scanning calorimetry (DSC). The dielectric characteristic was examined by dielectric analysis (DEA). The mechanical properties were investigated by measuring the critical stress intensity factor ($K_{IC}$), critical strain energy release rate ($G_{IC}$), and impact strength test. As a result, DGEBAIPET was successfully blended. The Ea of the blend system was increased with increasing PET content to a maximum at 10 phr PET. The dielectric constant was decreased with increasing PET content. The mechanical properties of the blend system were also superior to those of the neat DGEBA. These results were attributed to the increased cross-linking density of the blend system, resulting from the interaction between the epoxy group of DGEBA and the carboxyl group of PET.
열잠재성 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)를 에폭시 수지에 페놀-노볼락 수지의 혼합비가 각각 0, 5, 10, 20 그리고 40 wt.%로 구성된 혼합물에 1 wt.% 첨가 시킨 후 혼합 조성비에 따른 경화 동력학, 열안정성 그리고 유변학적 특성에 관하여 연구하였다. 열잠재특성은 동적 DSC를 이용하여 반응 온도에 대한 전화량을 구하여 측정하였다. 본 양이온 BPH 시스템은 에폭시-페놀 경화 시스템의 열잠재성 개시제로서 유용하다는 것이 입증되었다. 페놀-노볼락 수지의 농도 증가는 브랜드 시스템의 잠재온도 감소와 경화 활성화 에너지($E_a$) 증가를 나타내었다. 브랜드 시스템의 열안정성과 유변학적 특성은 TGA와 rheometer를 사용한 등온 실험을 통하여 각각 조사하였다. 결과로서, TGA를 이용하여 구한 열안정성과 분해 활성화 에너지($E_t$) 그리고 rheometer에 의한 gel time과 가교 활성화 에너지($E_c$)는 페놀-노볼락 수지가 20~40 wt.% 조성범위에서 혼합될 때 증가하였다. 이는 페놀 수지내의 수산기 그룹, 에폭시 수지내의 에폭사이드환 그리고 BPH간의 3차원 가교 반응에 기인한다.
Diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)와 경화제로서 4, 4'-methylene dianiline(MDA) 에 반응성 첨가제 succinonitrile(SN)을 첨가한 새로운 계를 Differential Scanning Calorimetry (DSC)로 이용하여 3$0^{\circ}C$부터 35$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 승온적 진행 방범(dynamic run method)으로 얻은 값을 가지고 최대 반응속도에서의 온도에 승온속도가 미치는 영향을 해석 할 수 있는 kissinger식을 적용하여 경화반응 속도론을 연구하였다. SN을 첨가한 DGEBA/MDA계의 활성화에너지 ($E_a$)와 pre-exponential factor(A) 그리고, SN이 첨가될 때 에폭시와 아민과의 반응속도 상수 k를 구하였다.
잠재성 경화제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate(BPH)를 Cycloaliphatic계 에폭시 (CAE)/DGEBA계 에폭시의 혼합물에 1 mol% 첨가 시킨 후 혼합 조성비에 따른 유변학적 특성과 경화 동력학에 대해 연구하였다. 잠재특성은 등온 DSC를 이용하여 각각 $150^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$의 반응 온도에 대한시간의 함수로서 전화량을 구하여 측정하였다. 블렌드 시스템의 유변학적 특성은 레오미터를 사용한 등온 실험을 통하여 storage modulus (G'), loss modulus (G") 그리고 damping factor (tan$\delta$)를 구한 후 이들 데이터로부터 겔화 시간을 측정하였다. 겔화 시간과 경화 온도를 Arrenius equation에 적용시킨 결과 가교 활성화 에너지 ($E_c$)를 구할 수 있었으며 겔화 시간과 활성화 에너지 모두 DGEBA의 함량이 증가할수록 증가하였다. 경화 활성화 에너지 ($E_a$)를 동적 DSC를 이용하여 Kissinger method에 의해 구하였는데 활성화 에너지는 CAE의 함량이 증가할수록 감소함으로써 높은 반응성을 나타내었는데, 이는 짧은 반복 단위와 단순한 곁사슬기 그리고 반응 매질 내의 점도 등에 기인한다.기인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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