[화학공학실험] Viscosity 실험(2)

목차

I. Purpose
II. Data & results
III. Discussion
Ⅳ. Reference

본문내용

I. Purpose
(1) Cone & plate 점도계의 사용법과 원리를 이해하고 유체의 특성을 관찰해 본다.
(2) 묽은 고분자 용액의 고유점도를 측정하여 고분자의 분자량과 고유점도의 관계를 이해한다.

II. Data & results

Cone spindle
Angle
(degrees)
Radius
(cm)
Sample size
(ml)
Shear Rate
()
CPA-40Z
0.8
2.4
0.5

[표 1] 점도계의 조건

이번 실험에서 사용한 점도계의 조건은 위의 표와 같다. spindle의 각도 를 사용했다.

<중 략>

위의 평균분자량을 구하는 식을 보면 은 고분자 시료의 총무게를 시료 내 고분자 사슬의 총 개수로 나눈 값이다. 은 큰 분자들로 구성된 고분자의 질량이 작은 분자들로 구성된 고분자의 질량보다 무겁다는 사실을 바탕으로 정의되었다. 는 고분자가 들어있는 묽은 용액의 고유 점도 측정으로 얻을 수 있는 평균 분자량이다. 이번 실험에서는 임을 가정하여 Mark-Houwink equation을 이용하여 를 구하였다. 그러나 각각의 평균분자량들은 서로 다른 물리적인 의미를 갖고 있어 그 값을 구하기 위한 테크닉에도 차이가 있다. 은 Osmometry를 이용하고 는 small-angle laser light scattering으로 측정한다. 는 viscosimeter로 그 값을 구할 수 있고 a는 점도와 분자량사이의 관계식에 있는 상수 이다. [그림]에서 알 수 있듯이 일반적인 분자량-평균분자량 분포곡선에서 평균분자량의 값은 순이다.
를 구할 때 a는 묽은 용액에서 용매와 polymer간의 상호작용에 의존한 값으로 linear polymer는 0.5~0.8 사이의 값을 갖는다. 묽은 용액이 아닌 농도가 높은 용액이라면, 고분자들 간의 상호작용의 연향으로 인한 점도의 증가가 있어 분자량의 정확한 측정이 어려워진다. 더 구체적으로 a는 macromolecule이 용액 속에 녹아 있는 configuration에 관련된 값이다. 또한 a는 고분자의 모양, 고분자와 용매의 상호작용과 관련이 있다.

참고 자료

화학공학유체역학 / James O. Wilkes / Prantice hall / 2nd edition / 2008
Introduction to polymers / Robert J. young, Peter A. Lovell / CRC press / 3rd edition / 2011
Polymer Synthesis: Theory and Practice: Fundamentals, Methods, Experiments / Dietrich Braun, Harald Cherdron, Helmut Ritter / springer / 1판 / 2001
handbook of polymer synthesis, Characteriazation and processing / john wiley&sons / maria guadalupe neira-velazquez / 초판 / 2011
http://pslc.ws/macrog/vis.htm
http://www.hwashin.net/board_skin/board_view.asp?idx=56&page=2&bbs_code=2&key=0&word=&etc=