Q1: 플라스틱의 일반적 특성은? Q2: 플라스틱의 구조는? Q3: 유리전이온도 란? 제10장 폴리머 가공 Q1: 플라스틱의 일반적 특성은? Q2: 플라스틱의 구조는? Q3: 유리전이온도 란?

Topic: 플라스틱의 특성 일반적 특성 금속재료와의 비교 비강도 높음. 설계 다양성, 가공 용이성 다양한 색상(투명성 포함) 저렴한 가격 금속재료와의 비교 저밀도, 저강도, 저강성, 저용융점 전기/열 전도도 낮음. 화학물질에 대한 안정성(특히, 산소) 높은 열팽창계수 사용온도 범위 낮음.

Topic: 플라스틱의 구조 폴리머의 합성 단량체 >> 중합체(긴 사슬분자) 중합반응, 응축반응, 첨가반응 열, 압력, 촉매

고분자의 배열 선형구조: 열가소성 플라스틱(아크릴, 나일론, PE, PVC) 분지구조: PE

Effect of Molecular Weight FIGURE 10.2 Effect of molecular weight and degree of polymerization on the strength and viscosity of polymers.

Polymer Chains FIGURE 10.3 Schematic illustration of polymer chains. (a) Linear structure; thermoplastics such as acrylics, nylons, polyethylene, and polyvinyl chloride have linear structures. (b) Branched structure, such as polyethylene. (c) Cross-linked structure; many rubbers and elastomers have this structure. Vulcanization of rubber produces this structure. (d) Network structure, which is basically highly cross-linked; examples include thermosetting plastics such as epoxies and phenolics.

Effect of Temperature FIGURE 10.4 Behavior of polymers as a function of temperature and (a) degree of crystallinity and (b) cross-linking. The combined elastic and viscous behavior of polymers is known as viscoelasticity.

crosslinks to form a single molecule Polymer chains 다리결합구조: 탄성중합체(elastomer) 망상구조: 열경화성 플라스틱(에폭시, 페놀, 실리콘) crosslinks to form a single molecule Polymer chains

<나노기술> Nanocomposites of rubbers and plastics with layered silicates for biomaterials and automotive materials With an addition of 20% by weight of this modified silicate, a decrease in permeability to water vapor and oxygen of a factor of five, much more convenient than the chemical method and produces a far greater decrease in permeability,

Nanomembranes: a filtration media * combine organic polymers with inorganic silica nanoparticles. * Gas molecules (red) move through the spaces between the polymer chains (in green).

Topic: 결정도 결정도(crystallinity) = 결정영역 부피/전체 부피 강성, 경도, 밀도, 용제 및 열 저항 예: HDPE(95%, 0.97, 5.5ksi) vs. LDPE(91%, 0.91, 2.0ksi)

Topic: 유리전이온도 비체적의 변화율이 갑자기 바뀌는 온도 Tg 이하의 온도에서는 분자들이 비평형 배열

비정질 폴리머 과냉각 상태 결정성 폴리머 유리전이온도, 유리점 (glass-transition temp.)

Topic: 플라스틱의 거동

Deformation of Polymers elastic viscous viscoelastic (Maxwell model) viscoelastic (Voigt or Kelvin model)

<용융 폴리머의 점도> 유동시에 발생하는 전단응력 점도의 온도의존성 선형 열가소성 플라스틱의 실험식 활성에너지 Boltzman상수(13.8X10-24 J/K) 선형 열가소성 플라스틱의 실험식

<변형률 속도 의존성과 이방성>

stiffened against inward collapse under pressure Q: 얇은 PET병에서 고분자는 어떻게 배열되는가? stiffened against inward collapse under pressure

<응력완화, stress relaxation> 금속/세라믹의 고온크리프 - 일정 응력 하에서 - 시간에 따라 변형률 증가 폴리머의 응력완화 - 일정 변형률 하에서 - 분자들의 미끄러짐 - 시간에 따라 응력 감소 - 예: 고무 띠 점성유동에 대한 활성화 에너지 응력의 시간 의존성 완화시간 기체상수: 8.314 [J/mol-K]

<Crazing>

<열가소성 플라스틱>

<열경화성 플라스틱, Thermosets>

<탄성중합체, elastomer> Q1: 탄성중합체의 특성은 무엇인가? Q2: hysteresis 손실이란?

Q: 탄성중합체의 특성을 이용한 주요 용도는? 낮은 유리전이 온도, 찢어지지 않고 큰 탄성변형, 연함, 저탄성계수

Topic: 복합재료 Composite = reinforcement(강화재) + matrix(모재) 연속섬유의 경우,

<강화섬유> 유리섬유 그래파이트 아라미드(Kevlar) 보론

Q1: 복합재료에서 모재의 역할은? Q2: 강화섬유와 모재의 접착이 중요한 이유는?

Effect of Fibers FIGURE 10.19 Effect of the percentage of reinforcing fibers and fiber length on the mechanical properties of reinforced nylon. Note the significant improvement with increasing percentage of fiber reinforcement. Source: Courtesy of Wilson Fiberfill International.

Strength and Fracture of Composites

<SMC>

A laminated "sandwich" structure System (1) Metal-polymer-metal (2) Solid-foam-solid (polymer) (3) Reinforced-foamed-reinforced (polymers) Example (1) Aluminium-polyethylene-aluminium (2) Polypropylene (all three sections) (3) Glass-reinforced polymer (eg, fiberglass™) skins with foam cores of Polyurethane, or Phenol-formaldehyde