전체 글 썸네일형 리스트형 고분자의 무정형 상태-유변학 [무정형 상태란?] 무정형상태는 구조상의 이유로 고체상태에서 결정성을 향한 결향을 보이지 않는 고분자에서 보이는 특징이다. 이는 용융온도 이상에서 모든 고분자들에 나타나는 특성이다. (액정을 형성하는 특별한 경우는 제외). 만일 용융상태의 분자가 고체로 냉각되면서 결정화되지 않고 무정형 상태를 유지하면 응로 (virtrification, 결정화의 반대) 라고 한다. 무정형 상태에서 고분자는 유리와 유사하다. 상업적으로 중요한 응고된 고분자의 예로는, 재활용 음료수 병의 제조에 흔히 사용되는 poly(ethylene terephthalate) (PET)가 있다. 한편으로 준결정성 모폴로지에서는 PET는 일반적으로 폴리에스테르 직물섬유에 사용되어 진다. 사람에 따라서는 무정형 상태를 분자 규모에서 요리한 스.. 더보기 고분자의 기계적 성질 및 기타 물리적 성질 [기계적 성질] 기계적 성질은 고분자가 구조용 재료로 사용될 때 고려해야 할 중요한 성질로서 변형, 파괴 및 피로거동 등이 이에 속한다. 그림 2-30에 인장실험에서의 여러가지의 변형 및 파괴거동을 보였다. 파괴가 일어날 때 까지의 직선적으로 응력이 증가하며 항복점 (Yield point)이 없이 파괴되는 거동을 취성파괴 (Brittle failure)라 하며 polystyrene, poly(methyl methacrylate) 및 epoxy 수지 등의 유리상 고분자가 이러한 파괴 형태를 보인다. 이와는 달리 인장시키면 항복점을 지나 길게 늘어나는 변형이 계속되는 거동을 연성파괴 (ductile failure)라 한다. 결정성 고분자나 엔지니어링 플라스틱이 이러한 거동을 보인다. 항복점을 지나서의 소성변.. 더보기 고분자의 - 유리전이온도, 점탄성, 고무탄성 [유리전이온도] 유리전이온도는 어떤 고분자를 실제 사용하고자 할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소의 하나이다. 유리전이온도는 고분자의 화학적 물리적 구조에 크게 영향을 받는다. 유리전이온도에 영향을 미치는 화학적, 물리적 인자는 용융점에 영향을 미치는 인자와 비슷하다. 가장 중요한 인자는 고분자 사슬의 유연성으로, 표 2-2에 화학적 구조에 따른 Tg의 변화를 나타내었다. Polyethylene과 poly(ethylene oxide)의 경우는 주사슬이 유연하므로 낮은 Tg를 지난다. 주사슬의 회전을 방해하거나 주사슬을 딱딱하게 하는 치환기가 있을 경우, 예를 들어 poly(p-xylene)의 경우는 polyethylene보다 훨씬 높은 Tg를 지닌다. Vinyl 계 고분자에서 치환기의 변화에 따른 Tg .. 더보기 고분자의 전이현상 [저분자와 고분자의 전이현상 차이] 상태의 변화를 전이라 하며 결정상, 액체상 및 기체상으로 되어 있는 결정성 저분자 물질의 경우 용융과 비등의 두 가지 전이가 존재한다. 이외에 한 결정구조로부터 다른 결정구조로 변하는 결정-결정 전이가 존재한다. 저분자 물질과는 대조적으로 고분자물질은 높은 분자량으로 인하여 기체상태로 기화되지 못한다. 결정성 고분자 물질은 결정이 녹는 용융현상이 일어나나 비결정성 고분자 물질은 결정이 없으므로 용융현상은 없다. 비결정성 고분자 물질은 낮은 온도에서 비결정성의 유리와 같은 상태로 있으며 온도가 올라가면 점성의 액체로 변한다. 이와 같이 유리 상태에서 점성의 액채로 변하는 전이를 유리-고무 전이 또는 간단히 줄여서 유리전이(glass transition)라 한다. 결정성 .. 더보기 고분자의 용융 결정성 고분자를 가열하게 되면 생성된 결정들은 녹게 되며 이 때의 온도를 고분자의 용융점 Tm이라 한다. 고분자의 용융은 저분자 결정이 녹는 현상과는 크게 다르다. 저분자 물질은 어떤 특정한 온도에 도달하면 일시에 녹아버리나, 결정성고분자는 결정의 크기가 다른 것들의 집합체이므로 생성된 결정 중 작은 결정은 낮은 온도에서 큰 결정은 이보다 높은 온도에서 녹으므로 용융온도느 어떤 범위를 가지게 된다. 용융점은 분자량에 따라서 달라지는데, 이 관계를 그림 2-19에 보였다. 고분자의 용융점은 고분자 사슬의 구조에도 영향을 받는다. 특히 몇몇 고분자에 있어 가지가 있는 경우 용융점이 저하된다. 선형 polyethylene과 가지가 달린 polyethylene의 예를 그림 2-20에 나타내었다. 그림에서 보는 .. 더보기 고분자의 결정화와 결정화도 [고분자의 결정화] 고분자 사슬은 용융상태 또는 용액 중에서 규칙성이 없이 무질서하게 얽혀있는 random coil 형태를 이룬다. 고분자의 결정화는 무질서한 random coil 상태에서 규칙적인 구조를 지니는 결정을 이루는 과정으로서 용융상태 또는 묽은 용액으로부터 이루어진다. 용융상태에서 결정화시키는 경우는 구정이 생성되며 묽은 용액으로부터는 단결정이 생성된다. 고분자의 결정화 현상은 무기물질이나 저분자 물질들의 결정화 현상과 비슷하여, 먼저 결정핵을 이루고 이 결정핵을 중심으로 결정이 성장되어 간다. 즉, 용융 상태에서 온도를 낮출 경우 자발적으로 생성도는 규칙적인 작은 부분이나 용융된 고분자 내에 존재하는 불순물들이 결정핵으로 작용하여 이 핵을 중심으로 lamella결정이 뻗어가며 구정이 성장한.. 더보기 고분자의 결정형태 금속이나 무기염 등의 무기물질에 결정이 존재하는 것은 잘 알려져 있다. 고분자에도 고체상태에서 금속이나 무기물질만큼 잘 발달되지는 않아도 결정이 존재하며 이는 고분자의 물리적 성질에 큰 영향을 미친다. 고분자는 고체상태에서 결정성(crystalline) 또는 전혀 결정이 없는 비결정(amorphous) 상태로 존재한다. 결정성 고분자라 할지라도 고분자는 무기염이나 저분자량의 유기 화합물 같이 물질 전체가 전부 결정을 이루는 것은 불가능하며 부분적으로 결정을 이룬 반결정성(semicrystalline) 상태로 존재한다. 고분자 내에 결정이 존재함은 1920년대 후반 X선 회절실험에 의해 처음 발견되었다. 이후 고분자 결정은 저분자나 무기물 결정처럼 단위격자(unit cell)을 이룸이 밝혀졌다. 대표적인 .. 더보기 고분자의 구조와 형태 고분자는 사슬의 구조 및 형태에 따라 선형 고분자, 가지 고분자 및 가교 고분자로 나눌 수 있으며, 이러한 구조에 따라 물리적 화학적 특성에 큰 차이를 나타낸다. 선형 고분자는 단량체들이 서로 선형으로 연결된 것으로 대표적인 예로서 polyethylene, polyester, Nylon 등을 들 수 있다. 가지 고분자는 선형 고분자에 가지가 달린 것으로 저밀도 polyethylene이 대표적인 예이다. 저밀도 polyethylene은 1000개의 주사슬 탄소원자에 20~30개 정도의 가지가 있으며, 가지는 탄소 2개 내지 4개로 구성되어 있다. 가지 고분자에서 가지의 수와 길이는 탄성률, creep, 충격강도, 용융점도 등의 물리적 성질 및 가공성에 큰 영향을 미친다 선형 고분자 및 가지 고분자는 용매에.. 더보기 이전 1 2 3 4 다음