화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2004년 가을 (10/08 ~ 10/09, 경북대학교)
권호 29권 2호, p.95
발표분야 고분자 구조 및 물성
제목 Crystalline structure of polyethylene and polypropylene in thin films
초록 최근 고분자의 박막 및 초박막에 대한 연구는 전자소자 디자인 및 제조 분야에의 응용성 때문에 그 중요성이 강조되어 왔다1-3. 비결정성 고분자 박막구조 및 wetting, dewetting 등의 물리적 현상에 대한 연구는 많이 이루어져 있으며, 현재도 많은 연구가 이루어지고 있는 분야이다. 반면 결정성 고분자 박막에 대한 연구는 상대적으로 적은 상황이다. 그 이유는 박막구조 연구시 비결정성 고분자 박막과는 달리 결정성 고분자 박막의 경우 결정화 과정 및 결정구조에 대한 고려가 추가로 이루어져야 하기 때문이다4-7.

이에 본 연구에서는 가장 간단하고 널리 알려진 구조의 결정성 고분자인 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 박막을 실리콘 웨이퍼 위에 spin coating하여 수십~수백 나노미터 두께로 제조하고 결정화 과정의 영향을 보기위하여 세가지 서로 다른 조건으로 열처리 한 후, 이를 AFM(Atomic Force Microscopy) 및 방사광 가속기의 강한 X선 광원을 이용한 GIXRD(Grazing Incidence X-ray Diffraction)방법으로 분석하였다. 그 결과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 박막에서 모두 두께에 따라 박막의 모폴로지가 bulk와는 크게 달라짐을 확인할 수 있었으며, 고분자 결정이 bulk와 달리 특정 방향으로 배향이 되어있음을 확인하였다. 또한 열처리 조건에 따라서도 모폴로지 및 그 구조가 달라짐을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 고분자 박막에서의 결정화 과정과 구조의 연관성을 밝힐 수 있었다.


(a) (b)

Fig. 1. GIWAXD patterns of ~200nm (a) HDPE and (b) i-PP film.





참고문헌
1. Z. Bartczak, A. S. Argon, R. E. Cogen, M. Weinberg, Polymer, 40, 2331 (1999)
2. C. W. Frank, V. Rao, M. M. Despotopoulou, R. F. W. Pease, W. D. Hinsberg, R. D. Miller, J. F. Rabolt, Science, 273, 912 (1996)
3. X. Feng, B. Razavi, H. Xu, Z. Y. Cheng, Q. M. Zhang, Journal of Appllied Physics, 92, 3111 (2002)
4. O. Mellbring, S.Kihlman Øiseth, A. Krozer, J.Lausmaa, T.Hjerberg, Macromolecules, 34, 7496 (2001)
5. G. Reiter, J. U.Sommer, Journal of Chemical Physics, 112, 4376 (2000)
6. G. Reiter, J. U.Sommer, Physical Review Letters, 1998, 80, 3771 (1998)
7. F. Zhang, J. Liu, H. Huang, B. Du, T. He, Eur. Phys. J. E., 8, 289 (2002)
저자 우은택, 홍채환, 조재영
소속 서울대
키워드 GIXRD; polyethylene; polypropylene; thin film
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