Korean Journal of Rheology, Vol.10, No.2, 98-105, June, 1998
배향 타원체를 이용한 결정성 고분자의 배향특성 해석
Analysis of Crystalline Polymer Orientation Via Representation of Orientation Ellipsoids
초록
가공공정중 변형을 수반하게되는 고분자제품은 대부분 고분자사슬의 배향(chain orientation)을 갖게된다. 이러한 사슬배향은 제품의 기계적, 광학적, 그리고 전기적 특성에 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 지금까지 고분자사슬의 배향상태를 나타내기 위한 여러 방법은 모두 배향의 중심축들(principal axes)이 알려져 있다는 가정하에 전개되었다. 그러나 복잡한 배향모드를 갖는 고분자가공의 경우에 배향중심축이 실험축과 일치하지 않는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 고분자의 배향상태를 나타내는 방법에 대해 알아보고,실제 고분자 가공공정에 적용을 위해 실험적으로 배향의 대칭축을 찾을 수 있는 접근방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 결정성 고분자의 배향상태를 광각 x-선 회절 data를 이용한 2차 배향 tensor를 통해 배향 타원체를 구성할 수 있었다 이를 PET 연신 필름과 HDPE 사출성 형물에 적용해 본 결과 이들의 2차 배향 tensor가 타원체를 잘 구성함을 알 수 있었다. 또한 주어진 고분자의 결정면들에 관계없이 고유한 중심축을 지니고 있음을 확인할 수 있었다. 이를 통해 복잡한 배향 모드를 갖는 경우에 본 연구에서 제안한 X-타원체를 통해 결정의 배향 중심축을 효과적으로 찾을 수 있음을 알 수 있었다.
Polymer products which experience deformation during processing generally result in molecular orientation. This molecular orientation affects the properties of products, such as their mechanical, optical, and elec trical properties significantly. To represent the state of orientation, we usually assume the directions of principal axes of orientation. However, in general, one does not have any information about the principal axes which can differ from the experimental axes in fabricated polymer parts. It is the purpose of this study to examine the general orientation descriptions and to develop the methodology for the experimental determination of principal axes of orientation. The orientation ellipsoid from the wide anglut x-ray diffraction pole figure was developed. This ellipsoid was experimentally proven valid for the injection molded HDPE and biaxially stretched PET films. The principal axes in the ellipsoid indicate the unique directions irrespective of the different crystallographic planes. It is suggested that the ellipsoidal representation is useful in determining the unknown principal axes of orientation.
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