[기기 분석] 각 기기별 특징 및 분석법 (DSC, TGA, GPC, UTM, NMR, IR)

소개

재료 과학과 화학 분야에서 다양한 물질의 특성을 이해하고 평가하는 데에는 여러 가지 첨단 분석 기기들이 사용됩니다.

이 레포트는 이러한 기기들 중 DSC(시차주사 열량측정법), TGA(열 중량 분석), GPC(젤 투과 크로마토그래피), UTM(인장압축시험기, 만능재료시험기), NMR(핵자기공명분광법), IR(적외선 분광법)에 대해 다뤘습니다.

각각의 기기의 특징과 분석 방법을 상세히 설명하여, 독자들이 재료 분석에 대한 전반적인 이해를 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 작성된 레포트 입니다.

#1. 전문가 소개
- 고분자공학과 졸업(전공학점 4.2)
- 중합공학실험 과목 학점 A+
- 기기분석 과목 학점 A+

목차

1. DSC(differential scanning calorimetry):시차주사 열량측정법
2. TGA(thermogravimetric analysis):열 중량 분석
3. GPC(Gel Permeation Chromatography)
4. UTM(Universal Testing Machine):인장압축시험기,만능재료시험기
5. NMR(Nuclear magnetic resonance spectroscopy):핵자기공명분광법
6. IR(IR Spectroscopy):적외선 분광법

본문내용

1. DSC(differential scanning calorimetry) : 시차주사 열량측정법
시료물질과 기준물질을 동시에 가열/냉각시킴으로써 시료의 열 출입을 측정하는 방법. 기준물질은 가열로의 온도 조절에 따라 함께 조절되나 시료물질은 주어지는 온도에 의해 흡열/발열의 반응이 이루어지므로 기준물질과 온도 차이가 생기게 된다. 따라서 온도와 열유속판(heat flux plate)에 의해 열량 값을 얻을 수 있게 된다.
비교적 소량의 시료로 측정이 가능하고, 조작이 그리 복잡하지 않고 자동화되어 있는 것이 특징이다. 또한 열에 의한 곡선(세로축: 열량의 차, 가로축: 온도 또는 시간)이 각각 발열피크와 흡열피크로 나타나게 되면, 샘플의 특성에 따라 유리전이온도, 결정화 온도, 녹는점, 수화반응, 산화반응 등 열적 특성을 확인할 수 있다.

2. TGA(thermogravimetric analysis) : 열 중량 분석
열로 인한 시료의 화학적, 물리적 변화로 생기는 무게 변동을 시간과 온도에 따라 분석하는 분석기기. 재료의 질량손실은 증발이나 가스상 산물을 생성하는 화학반응에 의해 발생된다. 질량변화는 매우 감도있는 전자저울에 의해 연속적으로 측정된다. 따라서 열중량분석시는 전자저울의 기능이 절대적으로 중요하다 할 수 있으므로 사용 시나 구매시 기기의 전자저울에 유의해야 한다. 일반적으로 TGA는 불활성환경에서 분해온도와 분해반응과정에 대한 정보뿐만 아니라 공기나 산소환경 하에서 연소과정(combustion profile)에 대한 연구가 가능하다. 따라서 열중량 분석은 휘발성 물질, 고분자, carbon black, carbon fiber, 회분, filler 등의 함량을 검출하는데 이상적인 조성분석법이며, 고분자가 연소되는 온도영역에서는 분해속도가 고분자마다 서로 다르기 때문에 가치 있는 고분자의 정량적 분석이 가능하다.

참고자료

· 없음