A+ 화공생물공학단위조작실험1 고분자 인장실험 결과레포트

목차

1. 결과
2. 고찰
3. 참고문헌

본문내용

2. 고찰
2.1 실험 결과값과 이론값의 비교
이번 실험에서 PP와 PVC 시편을 가지고 파단 신장률을 측정해보았다. 실험결과, PP의 파단 신장률은 약 15~19%, 항복응력은 약 33~34 MPa로 나타났다. PVC의 파단 신장률은 약 0.9~1.1%로 측정되었다. 이론 값에 따르면, 일반적으로 PP는 100-600 수준의 파단 신장률, 21-37MPa의 항복응력을 가진다. PVC는 2-40%의 파단 신장률을 가지는 고분자이다. 실험 결과는 문헌 값들에 비해 낮게 측정이 되었다. 이 두 고분자들의 차이는 연성고분자와 취성 고분자의 차이를 통해 설명할 수 있다.

2.2 취성 고분자와 연성 고분자
PP는 대표적인 연성 고분자이다. 인장 하중이 가해지게 되면 분자 사슬이 유연하게 늘어나면서 항복 이후에도 일정한 연신을 지속할 수 있다. PP가 이러한 특징을 가지는 이유는 지교적 낮은 유리전이온도를 가지고 있어 상온에서 분자 사슬의 운동성이 높기 때문이다. 또한 결정성과 비결정성이 공존하는 구조로 인장 시 변형을 흡수해 점진적인 파단에 이른다. 이번 실험에서 역시 이러한 특징을 확인할 수 있었다. 실험에서 얻은 응력-변형률 그래프를 확인하면, 항복점에서 일시적으로 응력이 감소하거나 유지되고, 이후 인장에 따라 추가로 늘어지면서 파단점에 도달하는 것을 확인할 수 있다. 반면 취성고분자인 PVC는 그래프를 확인해보면 응력 증가에 따라 거의 늘어나지 않으며 갑작스럽게 파단이 되는 모습을 볼 수 있다. 이는 PVC의 높은 유리전이온도로 인해 상온에서 분자 사슬이 고정된 상태를 유지하고, 외부 응력에 대해 충분한 변형을 흡수하지 못하기 때문이다.

2.3 항복점이 취성 고분자에서 관찰되지 않는 이유
항복점은 재료가 탄성 변형을 넘어서서 비가역적인 소성 변형을 시작하는 지점이다. 연성 고분자에서는 분자 사슬이 외부 응력이 증가함에 따라 점차적으로 늘어나 항복 이후에도 어느 정도 신장이 가능하다.

참고자료

· 정지영, 제태진, “일축인장시험을 통한 투명교정장치용 고분자 소재의 역학적 특성 분석”, 한국기계가공학회지, 2018, pp.64-69.
· 김진우, “섬유강화 고분자 복합재료의 인장강도에 미치는 섬유배향의 영향”, 조선대학교, 2004, pp. 20-28.
· 이석기, “고분자의 물성 예측 및 제어”, 한국고분자학회, 1999, pp. 375-376
· 동국대학교 화공생물공학과 교수진, “화공생물공학 단위조작실험 1”, 동국대학교 화공생물공 학과, 2025, pp. 19-24.