유방성 액정고분자계에 있어서 중간상의 분자배열 규칙성의 유변학적 해석

황승상; 김병철; 김광웅; 홍성일

Korean Journal of Rheology, Vol.9, No.4, 200-205, December, 1997

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유방성 액정고분자계에 있어서 중간상의 분자배열 규칙성의 유변학적 해석

Rheological Implications of Mesomorphic Order in the Lyotropic Liquid Crystalline Polymer Systems

황승상, 김병철, 김광웅, 홍성일

초록

등방상에서는 폴리파라페닐렌테레프탈아미드(PPD-T)와 히드록시 프로필 셀롤로오스(HPC)가 비슷한 유변학적 거동을 보였다. 그러나 이방상에서는 네마틱상을 형성하는 PPD-T와콜레스테릭상(또는 꼬인 네마틱상)을 형성하는 HPC는 상이한 유변학적 특성을 나타냈다. 이방상을 나타내는 임계농도(C^*)이상의 농도에서 Herchel-Bulkey모델에 의해 얻어진 항복응력을 보면 HPC의 경우 농도에 관계없이 거의 일정한 값을 나타낸 반면 PPD-T의 경우에는 농도증가와 더불어 항복응력값이 크게 증가하였다 또한, PPD-T가 일반적으로 HPC보다 큰값의 항복응력을 나타냈다. 진동수 1 rad/s에서는 PPD-T와 HPC 모두 탄성계수 G'/2G"가 농도의 증가와 더불어 증가하였다. 그러나 100 rad/s에서는 HPC의 경우 임계농도이상의 농도에서 농도증가와 더불어 탄성계수값이 단순 감소한 반면 PPD-T의 경우에는 포화농도(B-point)이상의 농도에서 농도증가와 더불어 탄성계수값이 계속적으로 증가하였다. HPC의 경우 저장탄성률이 변형정도의 영향을 받지 않았으나 PPD-T의 경우에는 저장탄성률이 변형정도에 매우 민감하였다.

At the isotropic phase poly(p-phenylene terephthalamide) (PPD-T) and hydroxy propyl cellulose (HPC) showed similar rheological behavior. At the anisotropic phase, however, the nematic PPD-T and the cholesteric HPC exhibited different rheological responses in dynamic rheological measurements. Evaluation on the Herschel-Bulkey model by the leastsquare method revealed that at the concentrations higher than the critical concentration (C_*) the yield stress of HPC remained almost constant with increasing concentration whereas that of PPD-T was notably increased. Further, PPD-T gave much greater yield stress than HPC. At 1 rad/s, both PPD-T and HPC showed increase of the ratio of storage modulus (G') to twice loss modulus (G"), G'/2G", with increasing concentration. At 100 rad/s, HPC showed monotonical decrease in G'/2G" with concentration at the concentrations higher than the C_*, whereas the ratio of PPD-T was increased at the concentrations higher than the saturated concentration (B-point). The G' of the nematic PPD-T was sensitive to the strain level adopted while that of the cholesteric HPC exhibited little dependence on the strain level.

Keywords:Lyotropic liquid crystalline polymer;Poly(p-phenylene terephthalamide);Hydroxy propyl cellulose;Nematic phase;Cholesteric phase;Dynamic rheological properties

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