이황화 결합을 기반으로 한 자가치유 에폭시 개발 및 자가치유 성능 평가

Abstract

열경화성 복합재료는 높은 기계적 강도와 열적 특성을 가지고 있기 때문에 모빌리티나 구조물 등에 적용된다. 열경화성 복합재료는 재활용이나 재가공이 어렵기 때문에 이에 대한 해결책으로 비트리머를 도입하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 구조용 에폭시를 재가공 및 자가치유를 진행하기 위하여 이황화 결합을 포함한 에폭시를 합성하여 첨가하였다. 이황화물 에폭시가 첨가됨에 따라 인장 강도와 Young's modulus가 감소하였고, 인장 신율이 증가하는 경향을 보였다. 인장 시험 후 파단면을 분석한 결과 이황화물 에폭시를 첨가함에 따라 연성 재료의 특징을 가지는 것을 관찰할 수 있었다. 이황화물 에폭시의 구조가 알킬 사슬을 주로하고, 이황화 결합에서 결합의 교환이 발생하는 것에 의한 영향으로 예상된다. 이황화물 에폭시가 첨가됨에 따라 재가공을 통하여 자가치유가 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 이황화물 에폭시의 함량이 17 wt%이하에서는 재가공이 불가능하였지만, 0.25 wt% 이상의 함량에서는 4회 이상까지 가능하였다. 이러한 연구를 통하여 구조용 복합재료의 수명 연장이나 재가공을 통하여 재활용의 가능성을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.