4.4 열분석contents.kocw.net/kocw/document/2015/pusan/kimho… ·  · 2016-09-094.4 열분석...

21
4.4 열분석 열분석(Thermal analysis)이란 외부에서 주어지는 열에 의한 고분자의 각종 물성 변화를 측정하는 분석으로 측정 물성에 따라 다음과 같은 종류가 있다. 시료를 일정한 상태에 두고 열을 가하는 정적분석과 시료를 움직이게 하면서 열을 부가하는 동적분석으로 대별되며, 정적 분석에는 시료의 온도변화를 측정하는 D D T T A A ( ( D D i i f f f f e e r r e e n n t t i i a a l l T T h h e e r r m m a a l l A A n n a a l l y y z z e e r r ) ) , , 열량변화를 측정하는 D D S S C C ( ( D D i i f f f f e e r r e e n n t t i i a a l l S S c c a a n n n n i i n n g g C C a a l l o o r r i i m m e e t t r r y y ) ) , , 질량의 변화를 측정하는 T T G G A A ( ( T T h h e e r r m m o o g g r r a a v v i i m m e e t t r r i i c c A A n n a a l l y y z z e e r r ) ) , , 치수의 변화를 측정하는 T T M M A A ( ( T T h h e e r r m m o o m m e e c c h h a a n n i i c c a a l l A A n n a a l l y y z z e e r r ) )가 있으며, 동적 분석에는 시료에 역학적 진동을 가하며 동력 전달 시간을 측정하는 D D M M A A ( ( D D y y n n a a m m i i c c M M e e c c h h a a n n i i c c a a l l A A n n a a l l y y z z e e r r ) ) , , 전기적 진동을 가하면서 전달시간을 측정하는 D D E E A A ( ( D D i i e e l l e e c c t t r r i i c c A A n n a a l l y y z z e e r r ) )가 있다. DTA DSC DTA는 일정속도로 변화하는 온도 환경 속에 놓인 시료(Sample)와 비교시료(Reference)사이 의 온도차(T)를 측정하며, DSC는 이 두 시료 사이의 온도차를 0으로 하기 위하여 필요한 열 에너지(dQ/dt)를 측정하여, 일정속도로 변하는 온도(T) 또는 시간(t)의 함수로 나타낸다. 즉, T T ( ( D D T T A A ) ) o o r r d d Q Q / / d d t t ( ( D D S S C C ) ) v v s s T T

Upload: buihuong

Post on 06-May-2018

231 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

  • 4.4

    (Thermal analysis)

    .

    , DDTTAA ((DDiiffffeerreennttiiaall TThheerrmmaall

    AAnnaallyyzzeerr)),, DDSSCC ((DDiiffffeerreennttiiaall SSccaannnniinngg CCaalloorriimmeettrryy)),,

    TTGGAA ((TThheerrmmooggrraavviimmeettrriicc AAnnaallyyzzeerr)),, TTMMAA ((TThheerrmmoo

    mmeecchhaanniiccaall AAnnaallyyzzeerr)) ,

    DDMMAA ((DDyynnaammiicc MMeecchhaanniiccaall AAnnaallyyzzeerr)),,

    DDEEAA ((DDiieelleeccttrriicc AAnnaallyyzzeerr)) .

    DTA DSC

    DTA

    (Sample) (Reference)

    (T) , DSC 0

    (dQ/dt) , (T) (t) . ,

    TT ((DDTTAA)) oorr ddQQ//ddtt ((DDSSCC)) vvss TT

  • DTA ,

    , DSC

    .

    DSC Cell

    ,

    0.5 ~ 10 mg (pan)

    cell .

    ,

    .

  • DTA 0

    . , .

    Enthalpy.

    ,

    (Glass temperature: Tg), (Crystallization

    temp.: Tc), (Melting temp.: Tm)

  • .

    Tc Tm

    , Tg

    .

    (a)

    ,

    (b)

    .

  • Tm enthalpy (H) .

    .

    HHaa -- HH XXcc == ------------------------ ,, HHaa:: eenntthhaallppyy HHaa -- HHcc HHcc:: eenntthhaallppyy

    enthalpy Polymer handbook

    , 2

    .

    >

    2

    x=0 x=1

    y

    .

  • TGA TMA

    TGA (Thermogravimetric Analyzer)

    , , ,

    .

    TMA (Thermal Mechanical Analyzer)

    ,

    ,

    .

  • DMA (Dynamic Mechanical Analyzer; Rheovibron)

    .

    , .

    () (: ) , .

    Sensor

    Stress analysis110 Hz

    Sinusoidal strain

  • .

    (Modulus: E)

    (Stoage modulus; E) (Loss modulus: E)

    ,

    EE == EE ++ i EE i o () () () .

    o

    o

  • ,

    == oo ssiinn wwtt,, == oo ssiinn wwtt

    , == oo ccooss dd,, == oo ssiinn dd

    EE == oo // oo

    EE == // oo == EE ccooss ,, EE == // oo == EE ssiinn

    ,

    EE ttaann == --------

    EE

    .

  • , E, E, tan , , . X-

    DMA .

    Distribution

    of segment

    Intramolecular

    factor

    Crystalline effect

    Increasing resistance

    of mobility

    (chain length)

    Increasing mobility of

    relaxing segment

    (number)

    Intermolecular factor

  • Tan (transition), (Chain segment movements) . (Tg)

    ,

    . ( )

    (Segment length)

    . (Shoulder curve)

    .

    E ,

    E .

    Styrene-Butadiene-

    Styrene block polymer (SBS elastomer)

    , , . ,

    ,

    .

    ccaassttiinngg ssoollvveenntt:: :: mmeetthhyyll eetthhyyll kkeettoonnee

    :: eetthhyyll aacceettaattee

    :: ttoolluueennee

    :: ccaarrbboonn tteettrraacchhlloorriiddee

  • DEA (Dielectric Analyzer)

    ,

    , . , ,

    (Cap (Conductance) ,

    (

    acitance)

    .

    .

    :: ,, :: )

  • (I) (phase angle shieft; ) . (IIaa) (IIoo) .

    ((CCaappaacciittaannccee,, ffaarraaddss)) :: CC == (( IIaa // VV )) (( ssiinn // 22 ff )),, [[ ff :: HHzz ]] ((ccoonndduuccttaannccee,, oohhmmss)) :: 11 // RR == (( IIoo // VV )) ccooss

    dipole () , dipole () . ,

    , IIoo // IIaa == // == ttaann

    , ,

    .

  • Polymethylmethacrylate (PMMA) DEA .

    , 100Hz~100kHz , . 17.7 kcal/mol .

  • 4.5

    , , X- ,

    .

    , ,

    ,

    ( ) .

    (Density Gradient Column)

    .

    (A B)

    .

    ,

    ,

    .

  • , (Glass bead) ,

    , . ,

    , .

    ,

    .

    ,

    .

    .

    (cc) (aa) , .

    cc ggllaassss bbeeaadd

    XX == -------------- cc aa

    ssaammppllee

    .

  • GPC (Gel Permeation Chromatography)

    Polystyrene Gel (Columns)

    , ,

    . Mn, Mw

    .

    .

    gel (pore size)

    column

    , gel

    , ,

    .

    , (, ) (, )

    .

    0.1 ~ 0.5%, 1

    2 ml .

    p115

  • GPC ,

    GPC

    .

  • UTM (Universal Testing Machine)

    , ( ,

    , ) , ,

    .

    Jaw

    Cross-bar ,

    Load cell

    Data system

    .

    , , , ,

    , , , , ,

    .

    -

    (Stress-Strain curves) .

    Controller

    Sample

    Clip, jaw

    Load cell

    Cross-head

  • - ,

    , ,

    ,

    (Modulus),

    (Work; ) .

    Data

  • Atomic Absorption Spectrophotometer (AA)

    () ,

    . Cu, Ge, Fe, Na, Pb, As, Al, Ni, Cr, Cd, Mn, Mg Na

    .

    , .

    ,

    .

    .

    AA .