슈퍼섬유

소개

개인적으로 수퍼섬유에 관심있어서 정리해본것입니다

목차

제 5 장 Super 섬유

5.1 super 섬유의 설계론
5.2 굴곡성 고분자로부터의 super 섬유
5.2.1 초고분자량 PE super 섬유
5.2.2 다른 굴곡성 섬유로 된 super 섬유
5.2.3 POM whisker (고양이 수염 결정) 섬유
5.3 강직성 고분자로 된 super 섬유
5.3.1 aramid섬유
5.3.2 polyarylate (全방향족 polyester섬유)
5.3.3 강직성고분자의 시작섬유
5.4 super 섬유의 성능상의 문제점
5.4.1 super 섬유의 굵기와 특성
5.4.2 super 섬유의 온도 특성

본문내용

제 5 장 Super 섬유

5.1 super 섬유의 설계론
고강도·고탄성을 주된 기능으로 하는 고성능 구조재료용 비금속 섬유는, 종종 super 섬유라고 불려진다. 표 5.1은 대표적인 super 섬유의 역학적 특성을 나타낸 것이다. 금속이나 무기재료와 비교해서, 어쩐지 약한 인상을 받는 유기고분자 재료에서 왜 super 섬유가 기대되는 것일까? super 섬유는 다른 구조재료용이나 의료용 섬유처럼, 그것 자신이 1가닥의 실인 선상일 뿐만 아니라, 결정성고분자(부록참조)로 만들어져 있다.
결정성의 분자쇄 1가닥을 신장할 때의 탄력 정수 k (가해진 힘 f 를 그것에 의해 생긴 변형으로 나눈 값)를 계산할 수 있다. 이 k에 결정의 단위 면적당의 분자쇄의수 n을 곱하면, 결정의 분자쇄 방향의 탄성률(young 율) Ec는 다음 식으로 구해진다.
Ec = k / S0 ( 5.1 )
결정 중에서 분자 쇄의 형태(confirmation)는 평면 zigzag 형이나 나선형중의 하나이다. zigzag 형에는 k의 값이 특히 커서 그 결과, Ec“는 아주 큰 값이 된다. 예를 들면, PE는 k=5.7 × 10-16g, S0=18.1 × 10-16㎠으로서, 표 5.2에 나타낸 것과 같이, 300 GPa을 넘는 값을 가진다.
이 값이 얼마나 큰 것인가는, 표 3.2의 stainless steel의 200 GPa과 비교해 보면, 실감할 수 있다.
각종 고분자의 분자쇄방향의 탄성을 이 론치와 실험치가 표 5.2에 모아져 있다. PVA나 nylon 6은 PE에 가까운 값이지만, 대표적인 aramid(PPTA)가 그것보다 상당히 낮은 값을 나타내고 있는 것은, 평면 zigzag에서 약간 어긋나고 있기 때문이다. 나선형의 경우는, k의 값이 내부회전의 기여에 의해 작게 되기 때문에, Ec"는 상당히 작은 값을 가지고 있다 (나선형의 Ec"의 이론 치에 대해서는 표 5.2의 각주 3 참조).

참고자료

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· 중략..