The thermal expansion and mechanical properties of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) with mercaptan hardeners were studied by a comparative method with an amine-adduct type hardener. Thermal expansion and dynamic mechanical properties were measured by thermo mechanical analysis (TMA) and dynamic mechanical ananlysis (DMA), respectively. The Tg and the coefficient of thermal expansion (CTE) of epoxy/amine-adduct type hardener system were 82.6 ℃ and 71.2 ppm/℃, respectively. As the number of -SH functional group of mercaptan hardener increased, the Tg rapidly decreased and gradually increased up to ca. 80 ℃ and the CTE under the Tg rapidly increased to ca. 200 ppm/℃ from 80 ppm/℃ and decreased to ca. 100 ppm/℃. The crosslinking density of epoxy with amine-adduct type hardener was ca.1.5 mol/cm3, while that of epoxy with mercaptan hardeners increased from 1.0 to 1.7 mol/cm3, as the number of -SH functional group increased. The storage modulus can increase up to 2700MPa at 30 ℃.

본 연구에서는 DGEBA(diglycidyl ether of bisphenol A)와 mercaptan 경화제계의 경화 후 열에 의한 팽창 특성과 역학 거동을 에폭시/아민 유도체형 경화제계와 비교하여 연구하였다. 열팽창계수와 역학거동은 각각 TMA(thermo mechanical analysis)와 역학 거동은 DMA(dynamic mechanical ananlysis)를 이용하여 분석하였다. 아민 유도 체형 경화제를 사용한 에폭시 경화물의 유리전이온도와 열팽창계수는 각각 82.6 ℃와 71.2 ppm/℃의 값을 나타냈다. Mercaptan 경화제를 사용한 에폭시 경화물의 경우 -SH 관능기가 증가할수록 유리전이온도는 급격히 감소하였다가 점차 증가하여 약 80 ℃ 이상의 값을 갖는 경향을 보였고, 유리전이온도 이하에서 열팽창률은 약 80 ppm/℃에서 최대 200 ppm/℃까지 증가하였다가 약 100 ppm/℃로 다시 감소하는 경향을 보였다. 아민 유도체형 경화제를 사용한 에폭시 경화물은 약 1.5 mol/cm3의 가교밀도를 나타냈고, mercaptan 경화제를 사용한 에폭시 경화물은 약 1.0 mol/cm3에서 약 1.7 mol/cm3로 관능기가 증가할수록 가교밀도가 증가했다. 또한 30 ℃에서 2700 MPa 이상의 저장 탄성률을 가질 수 있음을 확인하였다.

Keywords: epoxy resin; mercaptan; thermal analysis; dynamic mechanical analysis.