| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC) |
| 권호 | 30권 2호 |
| 발표분야 | 고분자 구조 및 물성 |
| 제목 | Change of amorphous phase on crystallization of oriented amorphous PET |
| 초록 | 고분자는 물리적 상태에 따라 크게 두 개의 상을 갖는데 비결정상과(amorphous state)과 결정상(crystalline state)이다. 비결정상은 고분자를 이루는 원자간 단일 결합의 회전이 자유롭기 때문에 공간상에서 무수히 많은 입체적 배열을 가질 수 있다. 따라서 비결정상에서의 분자의 구조는 매우 불규칙적이며 무질서한 배열을 갖고 있다. 그러나 온도, 압력, 응력, 또는 용매와 같은 특정 조건하에서 비결정상으로 존재하던 사슬 분자의 자발적인 배열을 유도할 수 있으며, 이러한 과정을 결정화 과정이라 한다. 고분자의 결정화 과정은 매우 중요한 의미와 역할을 갖는다. 이는 고분자의 최종 물성은 분자의 형태에 의해 결정되는데, 고분자의 형태는 결정화 거동에 의해 결정되기 때문이다1. 따라서 고분자의 결정화 거동은 고분자의 최종 물성에 직접적으로 영향을 미치는 매우 중요한 과정임을 알 수 있다. 고분자의 결정거동의 핵심은 사슬접힘 (chain folding)에 기초를 두고 있으며 저분자량의 분자를 대상으로 정립된 이론을 바탕으로 고분자 결정 성장의 이론이 정립되어 왔다. 용융결정화 또는 용액 상에서의 고분자 결정과정은 핵화 (nucleation) 과정과 diffusion에 의한 결정 성장과정의 두 가지 과정을 주로 다루고 있다. 반면에 유리전이온도 이하로 과냉각된 비결정 시료의 경우 결정화 과정은 매우 다르다. 얼어붙은 유리상의 고분자 사슬에 온도를 가하여 유리전이 온도 이상으로 올릴 경우 비 평형의 고분자 사슬은 보다 안정된 결정구조로 전이가 일어나며 핵화 및 성장 보다는 spinodal decomposition과 유사한 상전이 과정을 거치게 될 것으로 예상할 수 있다. 본 연구에서는 과냉각된 등방성 poly(ethylene terephthalate)와 무정형 PET 섬유의 방사속도 변화에 따른 결정화 거동의 차이를 결정영역 보다는 비결정 영역에 초점을 맞추어 연구하였다. 또한 PET 섬유는 배향이 어느 정도 이상일 경우 고분자사슬 내에 메소상이 존재하며 이는 무정형 시료의 물리적 특성과 결정성장에 지대한 영향을 주고 있음이 본 연구팀2,3을 비롯한 많은 연구진4,5에 의하여 밝혀진 바 있는데, 이를 토대로 방사속도에 따른 메소상의 양과 결정화 거동의 관계를 비결정 영역의 변화를 중심으로 관찰하였다. 결정화 과정 중 비결정 영역의 변화를 관찰하기 위하여 실시간 소각 및 광각 X-선 산란 실험을 통하여 얻을 수 있는 density fluctuation6-9 및 amorphous halo를 집중적으로 분석함으로써 비결정 영역의 구조 및 결정화에 따른 비결정상의 변화를 비교 분석하였다. 참고문헌 1. Mandelkern, L., Faraday Disc. Chem. Soc. 68, 310 (1979) 2. Asano, T., Seto T., Polym. J., 5, 1, 72 (1973) 3. Asano, T., Francisco, J., Balta, C., Flores, A., Tanikaki, M., Mina, M. F., Sawatari, C., Itagaki, H., Takahashi, H., Hatta, I., Polym. J., 40, 6475 (1999) 4. H. H. Song, J.-K. Keum, J. M. Kim, S. M. Lee, Y.-K. Son, J.-I. Choi, S. S. Im, Macromolecules, 36, 9873 (2003) 5. J. K. Keum, H. H. Song, Polymer, 46, 939 (2005) 6. J. T. Koberstein, B. Morra, R. S. Stein, J. Appl. Cryst., 13, 34 (1980) 7. M. Iami, K. Mori, T. Mizukami, K. Kaji, T. Kanaya, Polymer, 33, 21, 4451 (1992) 8. M. Iami, K. Mori, T. Mizukami, K. Kaji, T. Kanaya, Polymer, 33, 21, 4457 (1992) 9. Asako A. A., Takeshi M., Keiko N., Chemical Physics, 310, 123 (2005) |
| 저자 | 전혜진, 강민관, 송현훈 |
| 소속 | 한남대 |
| 키워드 | Oriented amorphous PET; Crystallization; Real-time X-ray scattering; Density fluctuation; Amorphous halo; Mesophase |
