[A+] 중합공학실험2 Synthesis of phenol-formaldehyde 페놀 수지 합성 실험 결과레포트

소개글

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목차

1) 실험 목적

2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
2. Phenol 수지의 합성법과 합성의 변수 조건
3. 경화제: Hexamethylenetetramine(HMTA)
4. Release agent (이형제)

3) 실험 방법
1. Phenol-formaldehyde 수지의 합성 방법
2. Hexamethylenetetramine 에 의한 경화

4) 실험 결과
1. TGA graph
2. DSC graph
3. FT-IR graph

5) 고찰
1. Resole 과 Novolac 수지의 차이점에 대해서 알아보고, 각각의 생성 메커니즘을 고찰하여 분자량과 생성 메커니즘 간의 관계에 대해서 이해한다.
2. Phenol-formaldehyde 수지의 경화 메커니즘

본문내용

1) 실험 목적
1. Phenol 수지의 합성에 대해 이해하고 합성법 습득한다
2. 열경화성 수지를 경화시키는 방법에 대해 이해한다
2) 실험 원리
1. 열경화성 고분자 (thermoset)
열경화성 고분자는 monomer끼리 가교되어 그물 구조를 형성하고 사슬 움직임에 제한을 받는다. 열을 가하면 다시 가공할 수 있을 정도로 액체가 되어 녹는 열가소성 고분자(thermoplastic)와는 달리 열경화성 고분자는 열이 가해지면 아예 경화가 되어 분해(decomposition)가 된다.
2. Phenol 수지의 합성법과 합성의 변수 조건
벤젠 고리에 하이드록시기를 갖는 페놀은 폼 알데하이드의 addition 과정과 함께 축합 반응으로 합성된다. 페놀 수지는 3의 Functionality(작용성)을 지니고 약산성을 띠어 양성자를 내줌으로써 phenolate의 형태를 구성한다. 이러한 phenol-formaldehyde는 몰수와 산-염기 조건을 달리해주면 각각 다른 종류의 resin을 합성하는데 이 resin에 해당하는 것이 바로 resole과 novolac이다. phenol-formaldehyde 합성에 있어서 폼 알데하이드가 과잉(excess) 상태이고 합성하는 실험적 조건이 알칼리성을 지니면 resole형태로 합성이 된다. 반대로 novolac resin은 과잉의 페놀과 acidic한 상황에서 합성이 된다. 이 실험에서는 폼 알데하이드보다 페놀을 excess하게 몰수를 조절했고 HCl을 통해 acidic 조건을 구성하여 novolac을 합성 및 경화하였다.
3. 경화제: Hexamethylenetetramine(HMTA)
Novolac 수지는 중간에 methylol기를 끼우고 양쪽에 phenol이 결합하고 있는 구조이다. 유연하게 반응에 참여하는 methylol기가 상대적으로 적어 phenol/formaldehyde 그 자체로는 가교 구조를 형성하기가 어렵다.

참고 자료

Introduction to Polymers/Third Edition, Robert J. Young, Young J. Young, Peter A. Lovell, CRC Press [2010.03.31]