TAIC-에폭시 – Addinox(아디녹스)

제목: Farida technology사의 TAIC, 에폭시 Toughner 활용

개요

에폭시 수지는 물성이 뛰어나지만 고온 치수 안정성(CTE), 전기적 손실(Df), 취성(Brittleness)이 취약합니다. 하지만 3개의 알릴기(Allyl group)를 가진 TAIC(Triallyl Isocyanurate)의 라디칼 반응 자체 중합을 통해 에폭시 경화 구조와 얽힌 상호침투 고분자 네트워크(IPN) 구조를 형성할 수 있습니다. TAIC의 이소시아누레이트 고리는 화학적으로 매우 안정되어 있어 열분해 온도를 크게 높이고, 유전율을 낮추는 핵심 역할을 하게 됩니다.

작동 메커니즘

에폭시와 TAIC의 서로 다른 반응 시작 온도와 각기 다른 경화제를 이용한 공정 설계가 가능합니다.

반응 온도 단계별 설정

- - - 1단계: 에폭시 경화 온도(80~120°C)에서 망상 구조 형성
    - 2단계: 유기 과산화물(Peroxide) 경화 온도(150~200°C) 조건에서 TAIC 알릴기 반응 구조 형성.

듀얼 경화 시스템

- - - 에폭시 경화: 주 경화제(페놀, 산무수물, DICY 등)와 에폭시 반응 진행.
    - TAIC 경과: 유기 과산화물(Peroxide) 개시제로 TAIC 알릴기 가교 유도.

-. 에폭시 경화 촉매로 TAIC 개시제에 간섭하지 않는 종류로 선택.

Step 1: 혼합 단계 – “균일 분산”

- - - - 혼합: 에폭시 수지, 경화제, TAIC, 마지막으로 액상 퍼옥사이드 혼합
      - 상태: 에폭시 단량체들 사이사이에 작은 TAIC 분자들이 자유롭게 배치됨.
      - 특징: TAIC의 낮은 점도 때문에 전체 혼합물 점도가 낮아짐. 특히, 탄소 섬유 적용 시, 함침성(Wettability)가 좋아짐.

Step 2: 1차 경화(Epoxy curing)

- - - - 상태: 80~120°C 온도에서 에폭시와 경화제가 먼저 반응
      - 특징: TAIC는 아직 반응 온도에 도달하지 않아 에폭시 그물망의 빈 공간에 갇힌 상태로 존재.

Step 3: 2차 고온 경화 – “IPN 구조 완성”

- - - - 상태: 150~200°C 고온에서 퍼옥사이드 분해되며 라디칼 반응 시작. TAIC의 3개 알릴기가 사방으로 뻗어나가며 자기들끼리 혹은 에폭시 사슬 일부와 강력하게 결합.
      - 결과: 에폭시 그물망 속에 TAIC의 단단한 그물망이 짜여 들어간 초고내열 구조 완성.

구분	Step 1 (혼합)	Step 2 (1차 경화)	Step 3 (2차 경화)
주요 반응	단순 물리적 혼합	에폭시 + 경화제 (이온 반응)	TAIC + TAIC (라디칼 반응)
온도	상온 ~ 50°C	80°C ~ 120°C	150°C ~ 200°C (필수)
물성 변화	점도 감소 (함침 용이)	겔화(Gelation) 및 고형화	Tg 급상승, 유전율 하락

기대효과

에폭시 네트워크와 TAIC 네트워크의 두 종류의 그물을 하나로 합쳐 놓은 상태로 아래의 장점을 가질 수 있습니다.

- - - - 강력한 시너지: 에폭시의 접착력/인성과 TAIC의 내열성/낮은 유전율을 동시에 확보 가능.
        치수 안정성: 두 네트워크의 강한 물리적 상호작용으로 열 변형(CTE) 강점.
        상분리 억제: 상호침투 고분자 네트워크(IPN) 구조로 물리적으로 분리될 수 없음.

결론, 두 개의 독립적인 고분자 그물망이 체인처럼 서로 얽혀 고성능 하이브리드 구조 형성.

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