Curing behavior of epoxidized soybean oil modified epoxy resins cured in the presence of an anhydride hardener was studied by differential scanning calorimeter (DSC) and oscillatory rheometer. The rate and the heat of cure reaction decreased and the time of gelation lengthened as the epoxidized soybean oil content increased. The isothermal cure results using DSC fitted well to the values calculated by the modified Kamal’s model. It is thought that the reactive epoxidized soybean oil modified epoxy resins with improved processability as well as flexibility and good weather resistance can be obtained by introducing small amount of flexible epoxidized soybean oil to the weather resistible cycloaliphatic epoxy network.

에폭시 대두유로 개질된 에폭시 수지를 산무수물 경화제를 이용하여 경화시킬 때의 경화거동을 시차주사열량계와 진동 레오미터를 이용하여 연구하였다. 에폭시 대두유 함량이 증가함에 따라 경화반응속도와 경화반응열이 감소하였으며 젤화시간은 길어졌다. 등온경화의 결과는 수정된 Kamal 모델과 잘 부합하였다. 소량의 유연한 에폭시 대두유 부분을 내후성이 우수한 지환형 에폭시 수지에 첨가함으로써 유연성과 내후성이 우수할 뿐만 아니라 가공성이 개선된 에폭시 대두유로 개질된 에폭시 수지를 얻을 수 있다고 사료된다.

Keywords: epoxidized soybean oil, cycloaliphatic epoxy, methyl hexahydrophthalic anhydride, cure kinetics, chemorheology

최근 유한적인 석유자원의 고갈에 대비하고 친환경적인 식물성 자원의 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서 식물성 오일의 합성을 통한 고분자 개발과 용도의 확대에 대한 연구가 주목받고 있으며 특히 열경화성 수지의 합성이 활발하게 진행되고 있다.^1,2 지방산의 이중 결합을 에폭시화 시킨 에폭시 대두유(ESO, epoxidized soybean oil)는 석유계의 일반적인 에폭시 수지배합의 특성과 물성을 나타낼 수 있는 값싼 재생가능 물질이다. 에폭시 수지는 기계적, 화학적, 전기적인 모든 특성이 우수하여 여러 산업분야에 널리 사용되고 있으나, 소재가 취성(brittleness)인 약점을 가지고 있어 이를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 각종 고무를 첨가하거나 ESO나 우레탄 성분의 고분자와의 반응을 통한 물성개선 등이 소개되고 있다.^3,4
본 연구에서는 상용화된 ESO를 지환형 에폭시 수지에 혼합하여 유연성이 우수하고 취성이 개선된 에폭시 수지로 개량하고 산무수물 경화제와 이미다졸 반응촉진제을 사용한 경화반응 중에 일어나는 화학유변학적 특성, 동적경화거동 및 등온경화거동에 대해 고찰하고자 한다.