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Journal of Conservation Science 2010;26(1):85-94.
Published online March 20, 2010.
혼합 POSS를 함유한 에폭시 접착제 특성 연구
윤일녕, 강덕기, 민정식, 원종옥, 김민영, 김정진
Development of Epoxy Adhesives Containing Mixed POSSs for Stone Conservation
Il-Nyoung Yoon, Docki Kang, Jungsik Min, Jongok Won, Minyoung Kim, Jeong-Jin Kim
초 록
석조 문화재 보존을 위해 황변현상이 크게 일어나지 않는 에폭시계 접착제를 개발하였다. 에폭시 주제로 bisphenol-A 계열의 에폭시 수지가 갖는 불포화 결합을 수소화시킨 hydrogenated-bisphenol-A (HBA)계 에폭시 수지로, 경화제로는 상온에서 경화가 가능한 isophorone-diamine (IPDA)를 선정하였다. HBA-IPDA 접착제는 불포화 결합이 없어 시간에 따른 황변현상이 심각하게 일어나지 않으나, 상대적으로 낮은 기계적 특성을 갖는 단점이 있어 나노소재인 polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS)을 첨가하여 향상시켰다. 첨가제로 선정한 POSS로는 HBA와 상용성이 있는 EP0408과 EP0409를 선택하였다. 다양한 혼합 비율(1:2 1:1 2:1)의 EP0408와 EP0409 혼합물을 HBA에 첨가하여 잘 섞어준 후, 경화제를 이용하여 접착제를 제조하였다. FT-IR 측정으로 경화 시간을 확인하였으며, 인장강도, 압축강도, 굽힘강도, 화강암에 적용한 압축전단강도를 측정하여 성능을 비교하였다. 색안정성이 있는 POSS를 함유한 HBA-IPDA 에폭시 접착제는 석재 내부로 침투가 용이한 낮은 점도와 향상된 기계적 특성을 나타내었다.
중심어: 에폭시계 접착제, 나노복합재료, 문화재 보존
ABSTRACT
Color stable hydrogenated bisphenol-A (HBA) epoxy adhesives containing organic-inorganic hybrid nanocomposites were prepared and investigated the properties. Isophorone-diamine (IPDA) was used as a hardener and polyhedral organomeric silsesquioxanes (POSS; EP0408 and EP0409) having epoxy function groups were used to tailor adhesives in the nanoscale range. The dependence of the concentration of different nano materials were studied since the large surface area of the nanosized particles can cause significant changes in properties of adhesives. HBA-IPDA adhesives containing different amount of nanomaterials have been applied to the fresh Namsan granite and compared with those of commercial adhesives, which have problems of color change as well as a high viscosity. The mechanical properties of HBA-IPDA containing POSSs are consistent with those of commercial adhesives in addition to the low viscosity.
Key Words: Polyhedral organomeric silsesquioxanes, Epoxy adhesive, Polyhedral organomeric silsesquioxanes, Nanocomposites, Stone conservation


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