석조문화재 보존·복원에 적용될 에폭시 수지의 경화 시 반응열 제어 및 안정성 향상 연구
Tuning Exothermic Curing Reaction of Hydrogenated Bisphenol A Epoxy Resins for Stone Conservation
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초록
석조문화재의 보존·복원 과정에 적용되는 에폭시 수지에 경화제의 혼합을 통하여 경화 시 발열 반응을 제어할 수 있는 접착 시스템을 연구하였다. 사용된 에폭시 주제는 hydrogenated bisphenol A (HBA), 경화제로는 속경화형 경화제 FH와 poly(propyleneglycol)bis(2- aminopropylether) (SH)를 사용하였으며, 무기 첨가물은 탈크를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제의 혼합비에 따라 경화 시 온도를 측정하고, differental scanning calorimeter (DSC)를 이용하여 경화동력학을 확인하였으며, 기계적 특성을 파악하기 위해 무기 첨가물의 함량에 따른 인장강도, 전단강도를 측정하였다. 연구 결과, 에폭시 수지의 경화제 혼합을 통하여 경화 시 반응열 상승폭 제어 및 경화 거동 제어의 가능성을 확인하였으며, 무기 첨가물 첨가를 통해 적절한 강도 조절이 가능하여 석조문화재에 적용 가능한 새로운 접착 시스템을 개발하였다.
Abstract
The exothermic cure kinetics of epoxy resin was controlled by hardener containing fast and slow curing agents. The epoxy risen comprises hydrogenated bisphenol A-based epoxide (HBA), fast curing agent (FH) and slow curing agent poly(propyleneglycol)bis(2-aminopropylether) (SH). Talc was used as an inorganic additive. In the process of curing, cure kinetics along with temperature was monitored by differential scanning calorimeter (DSC) and thermocouple to show that the temperature increase was well controlled by adjusting the hardener mixture. Additionally, bending and tensile strengths of the epoxy/talc composites were also measured to be lower and higher with the amount of the talc inorganic additive, respectively. It is thus concluded that the increase in the temperature during exothermic curing reaction and mechanical properties of epoxy resins are tuned by optimizing hardener mixture for successful stone conservation.
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