Microstructure evolutions of thermosetting resin coating layers fabricated by electrostatic spray deposition (ESD) at various processing conditions were investigated. Two different typical polymer systems, a thermosetting phenol-formaldehyde resin and a thermoplastic polyvinylpyrrolidone (PVP), were employed for a comparative study. Precursor solutions of the phenol-formaldehyde resin and of the PVP were electro-sprayed on heated silicon substrates. Fundamental differences in the thermomechanical properties of the polymers resulted in distinct ways of microstructure evolution of the electro-sprayed polymer films. For the thermosetting polymer, phenol-formaldehyde resin, vertically aligned micro-rod structures developed when it was deposited by ESD under controlled processing conditions. Through extensive microstructure and thermal analyses, it was found that the vertically aligned micro-rod structures of phenol-formaldehyde resin were formed as a result of the rheological behavior of the thermosetting phenol-formaldehyde resin and the preferential landing phenomenon of the ESD method.

미세 조직은 SEM, FT-IR 스펙트라, 인장특성, 그리고 [NCO]/[OH]의 mole %, 입도분석에 의해 측정하였다. 친환경적인 NATM에 관한 관심이 고조됨에 따라 스테인레스같은 금속코팅에 더욱더 중요한 열경화 무용제 수지를 합성 하였다. 이 수지는 일반적 도료와 비교하여 매우 강도가 강하고 내구성이 매우 좋다. 폴리우레탄 수지는 폴리올, IPDI, 실리콘 계면활성제, 촉매, 충전제로 구성된다. 폴리우레탄 화합물은 가교제가 첨가된 수지가 가교제가 첨가되지 않은 수지보다 물성이 우수함을 나타냈다. 견고한 폴리우레탄 도료의 기계적 특성은 [NCO]/[OH]와 가교제가 증가함에 따라 강도가 증가하였다. 합성한 도료의 물성 향상은 스테인레스 산업뿐만 아니라 다양한 산업에서 폴리우레탄 고분자 수지가 강구조물의 보수보강에 많은 응용이 기대된다.

It was researched to be alternative of TGIC type hardener with human hazard element as PT 910 mix powder paint with hardener. Generally PT 910 was compared with TGIC & Epoxy resin of hardener to be used at thermosetting powder paint. We inquired a property of matter for paint through Gel time, glass transition temperature, melting point and a property of matter for film through a property of adhesion, a property of tolerance, softness, gloss, acid-resistant, alkali-resistant, salt water spray-resistant, facilitation climatic. When PT 910 is used of hardener, it was shown the excellent results in gel time, softness, salt water spray-resistant, fracilitation climatic and the similar results in melting point, a property of tolerance, a property of adhesion, gloss, acid-resistant, alkali-resistant, as compared with the powder paint used by TGIC hardener. The glass transition temperature was little low. But there was slightly different results. After the study results, we reached the conclusion that thermosetting powder used by PT 910 is alterative to by TGIC hardener.

We investigated heat stability of epoxy resin products and epoxy resin according to the influence hardener. The heat flow which shows the degree of thermal decomposition of the epoxy resin product and epoxy resin measured by using the differential scanning calorimeter (DSC). As a result, we found that in the case of heat stability for epoxy resin as hardener was added, the ratio of one to one (epoxy resin : hardener) was the most suitable in air condition and nitrogen atmosphere.

Due to its low density, good mechanical properties and chemical inertness, glassy carbon(GC) has been studied for appications in several fields. A raw thermosetting resin of furanic resin was polymerized with a curing agent of p-toluenesulfonic acid monohydrate. The maximum yield of GC was obtained at the curing agent content of 1.0 wt% in furanic resin. In order to make thick GC, the affect of graphite filler addition to the furanic resin was investigated. The density and electrical resitivity of GC after graphitization were 1.45 g/cm3 and 47 ×10-4 Ω · cm respectively and the amorphous structure of GC was confirmed by XRD profiles with very broad peaks comparable to those of graphite at 206˚ and 45˚.

DGEBA (diglycidyl ether of bisphenol A )/MDA(4,4'-methylene dianiline)/SN(succinonitrile)계와 DGEBA/MDA/SN/HQ(hydroquinone)계의 경화반응 속도론을 Kissinger equation 및 Fractional life 법에 의해 85~150˚C에서 DSC를 이용하여 연구하였다. 경화반응 온도가 높아짐에 따라 반응속도는 증가하는 반면, 반응차수는 거의 일정하였다. 또한 촉매로 HQ를 첨가한 계가 첨가하지 않은 계보다 반응속도는 크게 증가했으며, 활성화 에너지 값은 약 20% 정도 감소하였다 또한, 경화반응 시작온도는 30˚C 정도 낮아졌다.

Diglycidy1 ether of bisphenol A(DGEBA)와 강화제로서 4, 4'-methylene dianiline(MDA)에 반응성 첨가제 succinonitrile(SN)을 첨가한 새로운 계를 적외선 흡수분광도법(FT-IR)으로 경화반을 메카니즘을 연구하였으며, 이것은 반응성 첨가제의 함량을 다르게 첨가시켜 각각 80˚C부터 170˚C까지 30˚C 간격으로 1시간동안 경화시킨 시료를 가지고 고찰하였다. 그 결과 제 1차 아민 수소와 에폭사이드기의 반응, 제 2차 아민 수소와 에폭사이드기의 반응, 에폭사이드기와 수산기와의 반응에 추가적으로 제 1차 아민수소와 SN의 니트릴기와의 반응, 니트릴기과 수산기와의 반응이 일어나 최종적으로 주쇄간 결합 길이를 연장시키고 있음을 알 수 있었다.

열경화성수지는 저분자의 중합체를 가열하면 중합도가 증가하여 큰 힘을 가해도 변형하지 않는 성질을 이용한 것으로, 분자 내에 3개 이상의 반응기를 가진 비교적 저분자량의 물질로 이루어져 있다. 일반적으로 내열성, 내용제성, 내약품성, 전기절연성 등이 좋으며, 충전제를 넣어 강인한 성형물을 만들 수도 있다. 열경화성수지는 축중합형과 첨가중합형으로 나뉘는데 축중합형에서는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있으며, 첨가중합형에는 에폭시수지, 폴리에스터수지 등이 있다. 열경화성수지 중 열분해가 용이한 폴리우레탄수지(PU)와 에폭시수지(EP)에 대한 사전연구를 진행한 결과 두 수지 모두 수분함량이 거의 없어 전처리 없이 바로 열분해가 가능할 것으로 판단되었다. 또한 폴리우레탄수지는 휘발분이 90% 이상을 나타내고 있어 회분이 거의 없는 반면, 에폭시수지는 휘발분과 회분이 각각 약 45% 정도로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 원소분석 결과는 일반적인 플라스틱과 다르게 질소(N)와 산소(O)가 존재하고 특히 산소의 함량이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 황(S) 성분은 전혀 측정되지 않았다. 또한 폴리우레탄수지의 평균 발열량은 7098.57kcal/kg, 에폭시수지의 평균 발열량은 3612.20kcal/kg 정도로 일반적인 열가소성수지의 발열량보다는 낮은 것을 확인하였다. 마지막으로 Batch 형태의 열분해 반응기를 통해 400, 500, 600℃의 반응온도에서 승온율 5℃/min, 반응시간 60분으로 열분해반응을 통해 얻어지는 반응생성물의 수율을 조사하였다. 폴리우레탄수지의 경우 액체생성물의 수율에는 거의 변화가 없는 반면, 반응온도가 증가할수록 고체생성물의 수율은 감소하는 동시에 기체생성물의 수율은 증가되는 것을 확인하였으며, 에폭시수지의 경우 고체생성물의 수율은 약 65%를 나타내고 액체와 기체생성물의 수율에는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 사전연구결과를 토대로 폐에폭시수지를 대상으로 장치를 Scale-up하여 현장에 설치한 후 운전조건을 확립하고, 발생 및 수요기업 간 네트워트 구축을 통해 폐열경화수지를 열분해하여 고기능성 탄소원을 회수하는 설비를 사업화할 수 있는 기틀을 마련하고자 하였다.