고분자재료의 온도에 따른 강도변화

소개

온도에 따른 강도변화 레포트

목차

1. 실험일자
2. 실험조원
3. 실험개요
4. 이론적 배경 or 이론
5. 원료 및 시약제조
6. 준비물
7. 실험장치구성
8. 실험진행
9. 실험결과 및 고찰
10. 결론
11. 문제
12. 참고문헌

본문내용

1. 실험일자 :
2. 실험조원 :
3. 실험개요
이 실험은 PS 와 PE의 시편을 만들어 온도와 속도의 변화에 따라 재료에 걸리는 힘, 즉 인장강도를 측정한다.
4. 이론적 배경 or 이론
일반적으로 고분자재료는 주위의 열적 환경에 따라 기계적 성질의 변화를 가져오게 된다. 이와 같은 성질은 구성 고분자의 화학적 구조와 물리적 상태 그리고 형태학적인 구조, 즉 몰포로지(morphology) 등에 의해 영향을 받게 된다. 열가소성 고분자의 경우 결정성 혹은 비결정성은 각각 분자 쇄의 운동성과 관련이 있는 유리전이 온도(Tg)와 결정용융온도(Tm)에서 가장 큰 기계적 성질의 변화를 가진다. 다시 말해 비결정성 고분자의 경우 온도가 올라감에 따라 분자의 운동성이 증가하게 되어 분자 쇄의 소규모 상호분절운동(long range coordinate motion)이 시작되는 온도인 Tg부분에서는 모듈러스의 급격한 저하가 관찰된다. 이는 상호분절운동이 시작됨에 따라 전체 고분자의 운동성이 향상되고 그에 따른 재료의 유연성이 증가하게 됨을 의미한다. 또한 결정성 고분자의 경우 용융이 일어나 결정영역에서 구성 분자 쇄들이 자유롭게 흐를 수 있는 온도인 Tm에서 역시 급격한 모듈러스의 변화가 관찰되는데 이는 고체인 고분자가 액체의 성질을 가지는 온도라 볼 수 있다. 하지만 이러한 온도 영역에서의 분자운동의 대단위 변화와 더불어 분자운동성은 주변 온도의 변화와 더불어 점진적으로 증가하게 되어 유연한 성질이 증가하게 된다. 이는 각종 기계적 강도의 저하를 수반하게 된다. 한편 고분자의 변형은 시간의 변화에 따른 영향도 가지게 되는데 이는 변화를 일으키는 인자에 시간적 요소를 가지고 있음을 의미한다. 즉 짧은 시간 내에 일어나는 변화와 장시간에 걸쳐 일어나는 변화를 다른 양상을 가지게 된다. 예를 들어 같은 변화(변형)를 일으키기 위해 비교적 짧은 시간 내에 가해지는 힘과 긴 시간에 걸쳐 가해지는 힘과는 차이가 있고 이것은 각각 같은 변형시간에서 변형을 주는 온도(측정온도)가 낮을 때와 높을 때의 변화양상과 같다. 이러한 온도와 변형을 일으키는 시간과의 관계가 상호 연관성이 있기 때문에 이를 ‘시간-온도 중첩원리’라고 부르고 있다. 이를 이용하게 되면 같은 변화를 주는 특정온도에서 실험함으로서 장시간에 걸친 변형의 실험을 통하지 않고서도 같은 결과를 얻을 수 있음을 의미한다. 이러한 관계를 얻기 위해 온도의 변화를 주어 고분자재료의 강도 실험을 하고 각 온도에서의 변화와 변형시간과의 관계를 얻는다.
이번 실험에서는 온도변화에 따라 고분자재료가 나타내는 인장강도의 변화를 살펴보고 또한 변형시간(인장속도)에 따른 결과와 비교하여 온도-시간의 상호 관계를 알아본다.

참고자료

· ･ 네이버 백과 사전
· ･ 지식인
· ･ http://blog.naver.com/one1second?Redirect=Log&logNo=1000235576