”エポキシ樹脂用硬化剤と硬化物の分析技術”

　三建産業情報社(台湾)セミナー (2020/02/19-20、於 台北市)

 

 エポキシ樹脂はこれまで主流であった土木建築、接着剤、電気絶縁材などの用途に加えて、自動車用、航空機用などにも用途が広がっている。 しかしながら、エポキシ樹脂硬化物の物性は用いる硬化剤によって大きく左右されるため、それぞれの用途に相応しい樹脂設計は、非常に困難になっている。                        

 本セミナーでは、エポキシ樹脂並びにその硬化剤の基礎的な知識だけではなく、エポキシ樹脂配合を設計するにあたって有用な分析手段、反応解析法、組成－物性－特性との相関関係などを具体例を挙げて詳説する。 

 

1. 緒　言

　1.1 エポキシ樹脂の定義

　1.2 エポキシ樹脂の歴史

　1.3 世界の需要

　1.4 他の樹脂系との比較

　1.5 エポキシ樹脂配合の特殊性，困難性

2. エポキシ樹脂の種類と特徴

　2.1 エポキシ樹脂の分類

　2.2 汎用エポキシ樹脂

　2.3 特殊エポキシ樹脂

3. エポキシ樹脂用硬化剤

　3.1 アミン系

　3.2 酸無水物系

　3.3 フェノール系

　3.4 イミダゾール系

4. エポキシ樹脂用硬化促進剤

　4.1 アミン系

　4.2 イミダゾール系

　4.3 紫外線(UV)硬化用

　4.4 電子線(EB)硬化用

5. 変性剤，添加剤

　5.1 エラストマー

　5.2 難燃剤

　5.3 カップリング剤

　5.4 無機充填材

　5.5 希釈剤

6. エポキシ樹脂，硬化剤の評価法

　6.1 赤外分光法 (IR)

　6.2 核磁気共鳴法 (NMR)

　6.3 高速液体クロマトグラフィ (HLC)

　6.4 ゲル浸透クロマトグラフィ (GPC)

7. 硬化性の評価法

　7.1 ゲル化時間

　7.2 赤外分光法 (IR)

　7.3 示差走査熱量計 (DSC)

8. モデル化合物による反応解析

　8.1 モデル化合物とは？

　8.2 モデル化合物の選定

　8.3 HLCによる反応解析

　8.4 NMRによる生成物の同定

9. 硬化物の分析

　9.1 無溶媒ワニスからの樹脂板の作製

　9.2 溶媒含有ワニスからの樹脂板の作製

　9.3 粘弾性解析 (VEA)

　9.4 熱機械分析 (TMA)

　9.5 熱重量分析 (TGA)

　9.6 熱分解ガスクロマトグラフィ質量分析 (Py-GC/MS)

　9.7 機械的性質

　9.8 解重合生成物分析-HLC，NMR，Py-GC/MS

10. エポキシ樹脂配合の設計

　10.1 組成－物性－特性の相関関係

　10.2 相関関係に影響を与える因子

　10.3 具体例1　ドリル加工性－熱分解温度－熱溶融

　10.4 具体例2　銅箔接着性－耐塩酸性－還元性

11. 各種用途におけるエポキシ樹脂配合

　11.1 塗料－アミン硬化，カルボン酸硬化

　11.2 電気絶縁用モールド樹脂－酸無水物硬化

　11.3 半導体集積回路 (IC) －フェノール硬化

　11.4 プリント配線板 (PWB) －アミン硬化

　11.5 土木建築用途－アミン硬化

　11.6 炭素繊維強化複合材料 (CFRP) －酸無水物硬化

12. エポキシ樹脂・硬化剤の安全性

　12.1 人体有害性

　12.2 環境汚染性

13. 結言

　13.1 結論

　13.2 今後の課題

 

In addition to applications such as civil engineering, construction, adhesives, electrical insulation materials, epoxy resins have been widely used for automotive applications, aircraft applications. However, since the physical properties of the epoxy resin cured product are greatly affected by the curing agent to be used, it is very difficult to design a resin suitable for each application.

  In this seminar,I will explain not only the basic knowledge of epoxy resins and its curing agents, but also concrete examples such as analysis methods useful for designing epoxy resin formulation, reaction analysis, correlation with formulation-propeties-characteristics.

 

1. Introduction

　1.1 Definition of Epoxy Resin

　1.2 History of Epoxy Resin

　1.3 World Demand

　1.4 Comparison with Other Plastics

　1.5 Specialty and Difficulty of Epoxy Resin

2. Types and Specification of Epoxy Resin

　2.1 Types of Epoxy Resins

　2.2 Base Epoxy Resins

　2.3 Speciality Epoxy Resins

3. Epoxy Resin Curing Agents (Hardeners)

　3.1 Amines

　3.2 Anhydrides

　3.3 Polyphenols

　3.4 Imidazoles

4. Epoxy Resin Accelerators

　4.1 Amines

　4.2 Imidazoles

　4.3 For Ultraviolet Curing

　4.4 For Electron Beam Curing

5. Modifiers，Additives

　5.1 Elastomers

　5.2 Flame Retardants

　5.3 Coupling Agents

　5.4 Inorganic Fillers

　5.5 Diluents

6. Characterization of Epoxy Resins and Curing Agents

　6.1 Infrared Spectroscopy (IR)

　6.2 Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

　6.3 high‐performance Liquid Chromatography (HLC)

　6.4 Gel Permeation Chromatography (GPC)

7. Analyses of Curing

　7.1 Gel Time

　7.2 Infrared Spectroscopy (IR)

　7.3 Differential Scanning Calorimetry (DSC)

8. Reaction Analysis Using Model Compounds

　8.1 What are Model Compounds ?

　8.2 Selection of Model Compounds

　8.3 Reaction Analysis by HLC

　8.4 Identification of Products by NMR

9. Evaluation of Cured Resins

　9.1 Preparation of Cured Resin Plates from Solventless Varnish

　9.2 Preparation of Cured Resin Plates from Varnish

　9.3 Viscoelastic Analysis (VEA)

　9.4 Thermal Mechanical Analysis (TMA)

　9.5 Thermogravimetric Analysis (TGA)

　9.6 Pyrolysis Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS)

　9.7 Evaluation of Mechanical Properties

　9.8 Analysis of Depolymerized Products-HLC，NMR，GC-MS

10. Design of Epoxy Resin Formulation

　10.1 Correlation of Formulation-Propeties-Characteristics

　10.2 Factors Affecting Correlation

　10.3 Example 1 PWB Drilling-Thermal Decomposition-Melting

　10.4 Example 2 Cu Foil Peel Strength－HCl Resistance-Reduction

11. Epoxy Resin Formulation for Various Application

　11.1 Coatings－ Amine Cured ， Carboxylic Acid Cured

　11.2 Electric Insulation Mold Resin －Anhydride Cured

　11.3 Semiconductor Integrated Circuit (IC)－Polyphenol Cured

　11.4 Printed Wiring Boards (PWB) －Amine Cured

　11.5 Civil Engineering and Construction－ Amine Cured

　11.6 Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP)－Anhydride Cured

12. Safety of Epoxy Resins and Hardeners

　12.1 Toxicity for Human Body

　12.2 Environmental Pollution

13. Conclusion

　13.1 Conclusion

　13.2 Subjects for Future