Synthesis and Characterization of Polymer Cement Mortar Using Hybrid Epoxy Resin Containing Mercaptopropyl Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS-SH)

3차원 망상구조의 하이브리드 에폭시 수지를 함유한 고분자 시멘트 모르타르는 실리카 입자와 POSS-SH를 함유한 하이브리드 에폭시 수지와 시멘트 모르타르를 물 용매 하에 혼합하여 제조하였다. 하이브리드 에폭시 수지는 diglycidyl ether of bisphenol A(DGEBA)와 경화제인 ethylene diamine(EDA), 필러인 실리카 입자, 경화 촉진제로 POSS-SH를 이용하여 합성되었다. 에폭시 수지의 강도와 시멘트 간의 결합력을 높여주기 위하여 -OH 작용기로 표면이 개질된 실리카 입자와 경화 속도 극대화 및 강도 향상을 위하여 실리카 코어와 8개의 SH 작용기를 가진 mercaptopropyl polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS-SH)를 사용하였다. 실리카 입자와 POSS-SH를 함유한 하이브리드 에폭시 수지의 경우에 연필경도 및 열적 안정성이 가장 우수하였고, 하이브리드 에폭시 수지의 구조 및 표면분석은 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 및 주사전자현미경(SEM) 분석을 통하여 확인하였다. 시멘트 모르타르와의 혼합 안정성이 가장 좋은 하이브리드 에폭시는 에폭시와 경화제 비율이 1:1 조합인 것을 에폭시와 경화제의 몰 비율에 따라 경화시간을 측정한 데이터로부터 확인하였고, 이를 모르타르와 물에 혼합하여 고분자 시멘트 모르타르를 상온에서 제조하였다. 실리카 입자와 경화 촉진제인 POSS-SH의 영향으로 고분자 시멘트 모르타르의 압축강도는 순수한 시멘트 모르타르에 비하여 2배 이상이 높아졌으며 실리카 입자 및 에폭시 수지의 영향으로 휨 강도도 우수한 결과를 나타내었다.