단국대 A+ 고분자 재료설계 고재설 파트1 레포트

목차

1. 개요
2. 이론배경
3. 1차 구조 및 설계 조건
4. 결과 및 논의
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 개요
고분자는 화학적인 결합을 통해 monomer가 중합되어 합성된다. 이러한 고분자가 이루는 1차 구조, 2차 구조, 3차 구조, 4차 구조 그리고 고차원 구조에 의해 고분자의 물성이 결정된다.
1차 구조는 분자의 constitution(반복 단위), configuration(입체 배치)에 의해 영향을 받고, 2차 구조는 conformation(입체 형태)에 의해 공간 배치가 결정된다. 3차 구조를 통해서는 결정성과 비결정성이 정해진다. 또한 그 이상의 고차구조는 라멜라, 단결정, 구정과 같은 분자 집합체의 응집 구조이다.
본 설계에서는 고분자 사슬의 구조 및 크기에 대한 이해를 바탕으로 Material studio 프로그램을 통해 설계 조건에 맞게 고분자를 설계하였다. 그 후, 고분자를 기하학적으로 안정화 시켜서 4가지의 물리적인 값을 얻었다. 이를 conformation을 통한 접근과 Radius of Gyration을 통한 접근의 2가지 방법을 통해 얼마나 이상적인 사슬 거동에 비해 실제 값이 크게 나타내는지를 나타내는 척도인 C∞(Flory’s Characteristic ratio)를 구하였다. 구한 C∞을 통해 변수 조건에 따른 고분자의 거동과 분자 구조를 비교, 분석하였다.
task 1에서는 고분자의 1차 구조를 설계한 후, 온도와 고분자의 길이, 로딩 값을 달리하여 사슬의 C∞값의 변화를 예측하고 측정하여 비교, 분석해볼 것이다.
task2에서는 PS, PVA, PVAC 각각의 용해도 상수, 기계적 성질을 확인해 고분자에 따른 물성을 비교 및 분석해볼 것이다.
즉 설계 조건에 따른 고분자의 물리적인 값들과 C∞을 통해 고분자들의 1차구조에 따른 물리적 성질과 유연성을 도출해보겠다.

2. 이론배경
2-1. 고분자의 구조
고분자의 구조는 고분자의 특성을 결정짓는 가장 중요한 요소이다. 고분자의 전체적인 형상은 분자를 구성하는 단량체의 크기와 고분자 사슬 내부와 사슬 간에 존재하는 화학적 또는 물리적 결합력에 의하여 정해진다.

참고자료

· 조준한, “고분자재료설계”, 단국대학교
· 김용규, “고분자재료설계 MS”, 단국대학교
· 윤창한, “고분자공학 2 : 고분자의 구조 및 특성”, 한경대학교, (2015)
· Xinyi Chen, Gang Cao, Xinyun Wang, Hao Fang, Pengpeng Chen, Ying Xu, Wangyan Nie*, Shaohua Zeng*, and Yifeng Zhou, “Teardrop-Shaped Hollow Polystyrene Nanoparticles for Improving the Mechanical and Thermal Properties of Polyvinyl Alcohol-Based Syntactic Foam Films”, ACS Appl. Nano Mater. (2023, 6, 18)