• 제목/요약/키워드: cure reaction

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유리섬유/에폭시 후판 복합재료의 경화공정 및 압밀해석 (Cure simulation and Consolidation for a Thick Glass/Epoxy Laminate)

  • 오제훈;이대길
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권11호
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    • pp.2853-2865
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    • 2000
  • During the curing process of thick glass/epoxy laminates, a substantial amount of temperature lag and overshoot at the center of the laminates is usually experienced due to the large thickness and low thermal conductivity of the glass/epoxy composites. Also, it takes a longer time for full and uniform consolidation. In this work, temperature, degree of cure and consolidation of a 20 mm thick unidirectional glass/epoxy laminate were investigated using an experiment and a 3-dimentional numerical analysis. From the experimental and numerical results, it was found that the experimentally obtained temperature profile agreed well with the numerical one, and the cure cycle recommended by the prepreg manufacturer should be modified to prevent a temperature overshoot and to obtain full consolidation.

필라멘트 와인딩 플라이휠의 스마트 경화에 관한 연구 (A Study on Smart Cure of Filament Wound Composite Flywheel)

  • 이도훈;김선경;김동진;이우일;하성규
    • Composites Research
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    • 제16권1호
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    • pp.34-41
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    • 2003
  • 두꺼운 필라멘트 와인딩 복합재료의 경화 공정의 최적화를 위만 모델이 제안되었다. 스마트 경화는 중심 축 부분과 바깥 쪽의 온도 조건을 같게 하는 방법과 중심 푹 쪽의 온도가 약간 높게 조절하여 경화 반응이 안쪽부터 시작될 수 있도록 하는 방법의 두 가지로 제안되었으며, 이는 잔류응력을 줄이기 위함이다.

Influence of Thermal Aging in Change of Crosslink Density and Deformation of Natural Rubber Vulcanizates

  • 최성신
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제21권6호
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    • pp.628-634
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    • 2000
  • Crosslink is the most important chemistry in a rubber vulcanizate. Degree and type of crosslinks of the vulcanizate determine its physical properties. Change of crosslink density and deformation of a rubber vulcanizate by thermal aging were studied using natural rubber (NR) vulcanizates with various cure systems (conventional, semi-EV, and EV) and different cure times (under-, optimum-, and overture). All the NR vulcanizates were deformed by the thermal aging at 60-100 $^{\circ}C.$ The higher the aging temperature is, the more degree of the deformation is. The undercured NR vulcanizates after the thermal aging were deformed more than the optimumand overcured ones. The NR vulcanizates with the EV cure system were less deformed than those with the conventional and semi-EV cure systems. The deformation of the NR vulcanizates was found to be due to change of the crosslink density of the vulcanizates. The crosslink densities of all the vulcanizates after the extraction of organic materials were also changed by the thermal ging. The sources to change the crosslink densities of the vulcanizates by the thermal aging were found to be dissociation of the existing sulfur crosslink and the formation of new crosslinks by free sulfur, reaction products of curing agents, and pendent sulfide groups.

잠재성 경화제를 이용한 Cycloaliphatic/DGEBA계 에폭시 블렌드 시스템의 유변학적 특성 및 경화 동력학 (Rheological Properties and Cure Kinetics of Cycloaliphatic/DGEBA Epoxy Blend System Initiated by Cationic Latent Curing Agent)

  • 곽근호;박수진;이재락;김영근
    • 유변학
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    • 제10권4호
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    • pp.227-233
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    • 1998
  • 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$$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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Malononitrile로 개질된 DGEBA-MDA계의 경화반응 속도론 및 반응 메카니즘 (Cure Konetics and Mechanism of DGEBA-MDA-Malononitrile System)

  • 임성수;조성우;유희열;심미자;김상욱
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.215-222
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    • 1993
  • 에폭시 수지를 개질하기 위하여 반응성 첨가제 Malononitrild(MN)을 Diglycidy1 ether fo vispenol A (CGEBA)/Methylene dianiline(MDA)계를 첨가하여 이 계의 경화 반응속도론과 경화반응메카니즘을 시차주사 열분석(DSC)과 적외선 흡수 분광법을 통해 관찰하였다. 경화반응속도론으로부터 MN으로 개질된 DGEBA/MDA는 완전히 경화를 이루기 위하여 $80^{\circ}C$로 부터 $170^{\circ}C$까지 $30^{\circ}C$간격으로 경화시킨 시료로 반응메카니즘을 고찰한 결과 PA(primary amine)-E(epoxide)그리고 E(epoxide)-OH(hydroxy1 group)반응 이외에 PA(primary amine)-CN(nitrile)과 CN(nitrile)-OH(hydroxy1 group)반응이 일어남을 알았다.

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이미다폴(2E4MZ-CN) 촉매 첨가에 의한 에폭시/폴리아미드/MPD 반응성 블렌드의 경화 반응, 형태학적 특징 및 접착력 향상 연구 (Characterizations of Adhesion Property, Morphology and Cure Reaction of Epoxy/Polyamide/MPD Reactive Blend with Imidazole(2E4MZ-CN) Catalyst)

  • 송현우;강학수;김원호;스테판말지;김병민;최영선
    • 폴리머
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    • 제33권4호
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    • pp.290-296
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    • 2009
  • 본 연구에서는 에폭시(DGEBA)/폴리아미드/MPD/2E4MZ-CN 반응성 블렌드의 경화 촉진제 함량에 따른 블렌드계의 형태학적 특징 및 기계적 물성에 대해 고찰하였다. 본 블렌드계의 경화거동은 DSC, 기계적 강도는 UTM, 형태학적 특징 변화는 SEM을사용하여 관찰하였다. 이미다졸(2E4MZ-CN) 경화촉진제의 함량을 $0{\sim}3\;phr$까지 조절 하였으며, 경화 반응 온도는 $170^{\circ}C$에서 30분간 유지하였다. 경화 촉진제의 함량이 증가함에 따라 최대 발열 온도가 미세하게 감소하는 경향을 보였으며, 이는 에폭시와의 상용성이 우수한 폴리아미드에 의해 경화 반응이 거의 방해받지 않았음을 보여 준다. 폴리아미드 함량이 20 phr인 조건에서 에폭시 블렌드계는 co-continuous한 분산상을 보이며, 이 조건에서 경화 촉진제의 첨가에 의해 더욱 균일한 co-continuous한 분산상이 나타났다. 상압 플라즈마 표면처리에 의해 표면장력이 증가되어 집착력이 향상되었으며, 경화 촉진제의 함량이 2 phr에서 가장 우수한 집착력을 보여 20% 이상의 집착력 향상 효과가 있었다. 이것은 경화 촉진제에 의한 블렌드계의 형태학적 조절을 고려하면 구조용 접착제에서 보다 향상된 집착력과 연신율을 동시에 기대할 수 있음을 보여 준다.

경화제 변화에 따른 WLP(Wafer Level Package)용 신규 Epoxy Resin System의 경화특성 (Cure Properties of Novel Epoxy Resin Systems for WLP (Wafer Level Package) According to the Change of Hardeners)

  • 김환건
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.57-67
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    • 2022
  • The curing characteristics of naphthalene type epoxy resin systems according to the change of curing agent were investigated to develop a new next-generation EMC(Epoxy Molding Compound) with excellent warpage characteristics, low thermal expansion, and excellent fluidity for WLP(Wafer Level Package). As epoxy resins, DGEBA, which are representative bisphenol type epoxy resins, NE-16, which are the base resins of naphthalene type epoxy resins, and NET-OH, NET-MA, and NET-Epoxy resins newly synthesized based on NE-16 were used. As a curing agent, DDM (Diamino Diphenyl Methane) and CBN resin with naphthalene moiety were used. The curing reaction characteristics of these epoxy resin systems with curing agents were analyzed through thermal analysis experiments. In terms of curing reaction mechanism, DGEBA and NET-OH resin systems follow the nth curing reaction mechanism, and NE-16, NET-MA and NET-Epoxy resin systems follow the autocatalytic curing reaction mechanism in the case of epoxy resin systems using DDM as curing agent. On the other hand, it was found that all of them showed the nth curing reaction mechanism in the case of epoxy resin systems using CBN as the curing agent. Comparing the curing reaction rate, the epoxy resin systems using CBN as the curing agent showed a faster curing reaction rate than them with DDM as a hardener in the case of DGEBA and NET-OH epoxy resin systems following the same nth curing reaction mechanism, and the epoxy resin systems with a different curing mechanism using CBN as a curing agent showed a faster curing reaction rate than DDM hardener systems except for the NE-16 epoxy resin system. These reasons were comparatively explained using the reaction rate parameters obtained through thermal analysis experiments. Based on these results, low thermal expansion, warpage reduction, and curing reaction rate in the epoxy resin systems can be improved by using CBN curing agent with a naphthalene moiety.

Thermal Curing Behavior and Tensile Properties of Resole Phenol-Formaldehyde Resin/Clay/Cellulose Nanocomposite

  • Park, Byung-Dae;Kadla, John F.
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권2호
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    • pp.110-122
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    • 2012
  • This study investigated the effects of layered clay on the thermal curing behavior and tensile properties of resole phenol-formaldehyde (PF) resin/clay/cellulose nanocomposites. The thermal curing behavior of the nanocomposite was characterized using conventional differential scanning calorimetry (DSC) and temperature modulated (TMDSC). The addition of clay was found to accelerate resin curing, as measured by peak temperature ($T_p$) and heat of reaction (${\Delta}H$) of the nanocomposite’ curing reaction increasing clay addition decreased $T_p$ with a minimum at 3~5% clay. However, the reversing heat flow and heat capacity showed that the clay addition up to 3% delayed the vitrification process of the resole PF resin in the nanocomposite, indicating an inhibition effect of the clay on curing in the later stages of the reaction. Three different methods were employed to determineactivation energies for the curing reaction of the nanocomposite. Both the Ozawa and Kissinger methods showed the lowest activation energy (E) at 3% clay content. Using the isoconversional method, the activation energy ($E_{\alpha}$) as a function of the degree of conversion was measured and showed that as the degree of cure increased, the $E_{\alpha}$ showed a gradual decrease, and gave the lowest value at 3% nanoclay. The addition of clay improved the tensile strengths of the nanocomposites, although a slight decrease in the elongation at break was observed as the clay content increased. These results demonstrated that the addition of clay to resole PF resins accelerate the curing behavior of the nanocomposites with an optimum level of 3% clay based on the balance between the cure kinetics and tensile properties.

Mercaptan 경화제에 의한 저온속경화 에폭시의 경화거동에 관한 연구 (Study on Cure Behavior of Low Temperature and Fast Cure Epoxy with Mercaptan Hardener)

  • 엄세연;서상범;이기윤
    • 폴리머
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    • 제37권2호
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    • pp.240-248
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    • 2013
  • 본 연구에서는 DGEBA(diglycidyl ether of bisphenol A)를 사용한 에폭시/mercaptan 경화제의 경화 반응 거동을 에폭시/아민 유도체형 경화제와 비교하여 연구하였다. 경화 반응 거동은 DSC 분석에 의해 승온 및 등온의 조건에서 경화되는 과정을 연구하였다. DSC의 승온 실험에서는 Kissinger 법을 이용하였으며, 등온 실험에서는 Kamal의 속도모델을 이용하여 분석하였다. 결과적으로 활성화 에너지는 아민 유도체형 경화제를 사용하였을 때 약 40 kcal/mol이고, mercaptan 경화제를 사용하였을 때 약 28에서 19 kcal/mol로 -SH 관능기가 증가할수록 감소하였다. 에폭시/아민 유도체형 경화제는 약 $90^{\circ}C$ 이상에서 경화 반응이 개시되는 반면, 에폭시/mercaptan 경화제에서는 경화 반응 개시 온도가 약 $80^{\circ}C$ 이내로 낮아지고, 반응 속도가 상승하여 반응 시간이 10분 이내로 단축되었다. 또한 에폭시/mercaptan 경화제계는 자기 촉매 반응 모델을 따르는 것을 확인하였고 약 20~40%의 경화도에서 최대 반응속도를 나타내었다.