The effect of diluent system on curing behavior, thermal and mechanical properties of epoxy resin system for composites were investigated. Three types of diluents were used: reactive diluent, high purity bisphenol-A (BPA) epoxy and bisphenol-F (BPF) epoxy. Resin systems with similar mix viscosity were prepared by mixing with a BPA epoxy and diluent system, and their properties were compared. The curing behavior of the resin systems was investigated using a differential scanning calorimeter (DSC) and rheometer. The viscoelastic properties and mechanical properties of the cured specimens were compared using a dynamic mechanical analyzer (DMA) and a universal testing machine (UTM). Additionally, the fiber strength transition rate was measured through strand test. With high purity BPA epoxy resin thermal stability was improved when compard to reactive diluents and BPF epoxy. With BPF epoxy resin, an increase in tensile strength was observed, but the elongation at break decreased. It was found that the fiber strength transition rate of epoxy system with reactive diluent was higher compared to other diluent system. Therefore, through this study, it is possible to manufacture and optimize an epoxy resin system capable of improving the properties of composites.

희석제 종류에 따른 복합소재용 에폭시수지 시스템의 경화거동 및 물성을 비교 연구하였다. 희석제 종류로는 반응형 희석제, 고순도 bisphenol-A(BPA) 에폭시, bisphenol-F(BPF) 에폭시를 사용하였으며, 범용의 BPA 에폭시에 혼합하여 점도가 유사한 수지 시스템을 제조, 물성을 비교하였다. 수지 시스템의 경화 거동을 시차주사열량계(DSC) 및 레오미터(rheometer)로 조사하였으며, 경화된 시편의 점탄성 특성 및 기계적 물성을 동력학분석기(DMA), 만능시험기(UTM)를 이용하여 특성 비교를 하였다. 또한 복합소재로 제조시 물성 비교를 위해 스트랜드 테스트를 통해 섬유강도전이율을 측정하였다. 고순도 BPA 에폭시 수지 사용시 반응형 희석제 및 BPF 에폭시 사용시 대비 내열성은 향상되었으나 경화반응이 지연되고 인장탄성률이 저하되었다. 반응형 희석제 사용에 따른 내열성 저하를 고순도 BPA에폭시 사용시 방지할 수 있을 것으로 사료된다. BPF 에폭시 사용시 인장강도 증가를 보였으나 신율은 감소하여 강직성이 높은 특성을 보였다. 섬유강도전이율 확인결과, 반응형 희석제 사용시 강도전이율이 가장 우수한 것을 확인하였다. 이러한 연구를 통해 복합소재 물성 발현을 증대시킬 수 있는 에폭시 수지 시스템을 제조할 수 있으리라 사료된다.

Keywords: epoxy resin system, fiber reinforced composite, reactive diluent, fiber strength transition rate.