DMTA와 고분자의 점탄성

목차

Ⅰ. 고분자 물질의 점탄성 특징과 유리전이 및 기타 고분자 물질이 보이는 전이 현상
1. 고분자 물질의 점탄성 특징
2. 고분자 물질이 보이는 전이현상

Ⅱ. DMTA(Dynamic Mechanical Thermal Analyzer)의 원리

본문내용

Ⅰ. 고분자 물질의 점탄성 특징과 유리전이 및 기타 고분자 물질이 보이는 전이 현상

1. 고분자 물질의 점탄성 특징
고분자 물질의 점탄성 성질을 얘기하기에 앞서, 이상적인 물질의 성질인 완벽한 탄성과 완벽한 점성에 대해서 알아봐야겠다.
1) 완벽한 탄성(perfect elastic, 이런 성질을 띠는 물질을 이상 고체(ideal solid)라 함)
- 완벽한 탄성을 보이는 물질은 응력(stress, )과 변형(strain, ) 사이에 (C는 상수, 탄성 계수인 elastic modulus, E, G를 사용함)
의 관계를 가진다. 이를 Hook의 법칙이라고 하며, 응력이 변형에 비례하지만 변형속도에는 무관하다. 에너지의 측면에서 보면, 물질에 공급되는 에너지가 아무런 손실 없이 물질에 전달되는 것을 말한다.
2) 완벽한 점성(perfect viscous, 이런 성질을 띠는 물질을 이상 액체(ideal liquids)라 함)
- 완벽한 점성을 보이는 물질은 전단응력(shear stress, )과 변형속도(rate of strain, ) 사이에
(C는 상수, 점도인 을 사용함)
의 관계를 가진다. 이를 Newton의 법칙이라고 하며, 응력이 단지 변형속도에 비례할 뿐, 변형 자체의 크기에는 무관하다. 에너지의 측면에서는 물질에 공급되는 에너지의 일부가 열 등의 에너지로 손실되는 것을 말한다.
이 두 가지의 성질은 모두 극히 이상적인 상황을 얘기하는 것이며, 실제 물질 중에 이런 이상적인 성질을 갖는 것은 존재하지 않는다. 즉, 이 두 가지의 이상적인 성질의 중간에 해당하는 성질, 점성과 탄성의 중간 성질인 점탄성을 가지게 된다.
3) 점탄성(viscoelastic, 이런 성질을 띠는 물질을 점탄성 물질(viscoelastic materials)이라 함)
- 점탄성 물질은 응력이 변형과 시간의 함수로 표현된다.

이런 현태의 거동을 비선형점탄성이라고 하며, 흔히 계산의 편의를 위해 다음과 같은 선형점탄성을 가정하여 문제를 해결한다(변형의 크기가 상대적으로 작은 범위에서는 선형점탄성을 가정하여도 거의 문제가 없다).

참고 자료

고분자공학, 김성철
http://www.mat.chalmers.se/kurser/mpm080/lab-dmta.pdf ttp://www.sealseastern.com/PDF/DynamicMechThermalAna