목차
1. 개요
2. 이론배경
3. 1차 구조 및 설계 조건
4. 결과 및 논의
5. 결론
6. 참고문헌
2. 이론배경
3. 1차 구조 및 설계 조건
4. 결과 및 논의
5. 결론
6. 참고문헌
본문내용
수 없었다. 아래는 세 고분자의 데이터값이다.
- Polystyrene
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
14.206
X
5.8805
Y
2.1286
Z
3.7900
- Polyacrylonitrile
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
14.100
X
10.8400
Y
29.5549
Z
237.1461
- Polypropylene(PP)
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
18.517
X
-1.0163
Y
-2.3397
Z
-0.5438
① 밀도
먼저 밀도는 프로그램 문제로 0.8로 똑같이 나왔다. 비교할 수는 없지만 찾아본 문헌값은 다음과 같다.
Polystyrene
Polyacrylonitrile
Polypropylene(PP)
0.961.05 g/
1.184 g/
0.895 ~ 0.92 g/
밀도는 가지 크기, 결정화도에 영향을 받는다. 일반적으로 고분자는 무정형과 결정형인 two-phase로 존재한다. 여기서 결정은 밀도가 높고 무정형은 상대적으로 밀도가 낮다. 따라서 결정의 비율이 높아질수록 밀도도 증가하게 된다. 다음으로 가지 크기이다. 가지의 수가 많아지면 사슬 자체의 크기가 거대해져 고분자가 뭉치기 힘들어진다. 즉, 빈 공간이 많아져 부피에 비해 질량이 작아 밀도가 작아진다.
② 용해도 상수
용해도 상수를 문헌값과 비교하면 다음과 같다.
고분자 종류
문헌값
프로그램값
Polystyrene
18.5
14.206
Polyacrylonitrile
25.3
14.100
Polypropylene(PP)
17,2
18.517
문헌값과 프로그램값이 차이 나는 것을 알 수 있다. 이는 기본 조건 때문이다. 고분자는 긴 사슬이기에 Length는 10보다는 길이가 길다. 따라서 기본 문헌값의 조건과 다르기에 차이가 발생했을 것이다. 다른 Temperature, Loading 조건에서도 차이가 있었을 수 있다. 문헌값 기준으로는 Polystyrene와 Polypropylene이 가깝지만, 프로그램값 기준으로 보면 PS와 Polyacrylonitrile이 가깝다. 용해도 상수에 따라 서로 잘 섞이는 것을 확인할 수 있기에 정확한 값을 아는 것이 중요하다.
③ Young’s Modulus
XYZ로 나온 Young’s Modulus 값을 3으로 나눠 평균값과 비교했다. 단위는 GPa이다.
고분자 종류
문헌값
프로그램값
Polystyrene
3.255
3.93303
Polyacrylonitrile
58
92.5137
Polypropylene(PP)
1.325
1.2999
PS와 PP는 문헌값과 프로그램값이 비슷하지만, Polyacrylonitrile은 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이도 기본 문헌의 조건과 달라서 또한 고분자의 특성을 못 살렸기에 차이가 발생했을 것이다. Young’s Modulus를 통해서 이 고분자의 변형률에 대한 필요한 응력을 알 수 있기에 설계를 하거나 변형을 할 때 유용하다. 따라서 Young’s Modulus를 알면 그 고분자의 기계적 특성을 이해할 수 있다.
결론
먼저, TASK 1에서는 Materials studio molecular simulation package를 이용해 온도, 길이, 로딩 변화에 따른 distance, torsion, angle, radius of gyration 값을 측정했다. 이 측정된 값을 이용해 두 가지 식으로 와 값을 구했다. 이 값에 대한 경향성을 확인한 후, 분석을 했다. 이론적으로 길이가 길어지면, 로딩이 증가하면, 온도가 낮아지면 유연성이 감소한다. 따라서 C값이 커짐을 알 수 있었다. 이 모두 회전 제약과 관련이 있었다. 즉, 회전 제약이 있으면 고분자 자체가 flexible이 감소하게 된다. 이번 실험값은 이론값과 비교했을 때 차이가 달랐다. 부분적으로 경향성이 맞는 것도 있었지만 대부분 오차가 있었다.
다음으로, TASK 2에서는 3개의 고분자의 벌크 성질(밀도, 용해도 상수, Young’s Modulus)에 대해 확인했다. 밀도는 프로그램으로 인해 0.8 고정되었다. 나머지는 문헌값과 비교했을 때 차이가 있었다.
이 2개의 TASK가 오차가 발생한 이유를 고분자의 성질을 충분히 만족시키지 못했기 때문이라 생각한다. 고분자는 분자량이 큰 화합물로 길이도 길다. 하지만 우리는 대부분 length값 10에서 진행을 했다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 길이를 더 긴 상태로 진행하거나 여러 번 진행을 통해 평균을 내는 방법을 사용해야 한다. 더불어 문헌값 조건에 최대한 일치하도록 상세한 설정에 필요성을 느꼈다.
참고문헌
고분자 재료설계 설계 안내 지침서: 설계 Part 1
고분자 물리화학 교안
Polystyrene, 화학용어사전, 일진사, 2023.11.19.
- Polyacrylonitrile, 화학대사전, 세화 편집부, 2023.11.19.
Polypropylene, 화학백과, 대한화학회, 2023.11.19.
『Chapter One - Bioconjugated materials: Preparation, characterization and therapeutic applications』, Monireh Esmaeili Rad a, Selen Ezgi Cankurtaran a, Mert Gulmez a, Hasan Kurt b c d, Meral Yuce
『Homogeneous Vanadium-Based Catalysts for the ZieglerNatta Polymerization of αOlefins』, Henk Hagen, Jaap Boersma, Gerard van koten
밀도, 물리학백과, 한국물리학회, 2023.11.25.
용해도 상수, 고분자과학, 자유아카데미, 박오옥 외 15명, p229
Solubility Parameters, Hansen, Charles, M
Solubility Parameters, 고분자과학, 자유아카데미, 박오옥 외 15명, p231
- Young’s Modulus, Nanocolloids, M. Sanchez Dominguez and C. Rodriguez Abreu, CHapter 8
- Polystyrene
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
14.206
X
5.8805
Y
2.1286
Z
3.7900
- Polyacrylonitrile
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
14.100
X
10.8400
Y
29.5549
Z
237.1461
- Polypropylene(PP)
밀도
용해도 상수
Young’s Modulus
0.8
18.517
X
-1.0163
Y
-2.3397
Z
-0.5438
① 밀도
먼저 밀도는 프로그램 문제로 0.8로 똑같이 나왔다. 비교할 수는 없지만 찾아본 문헌값은 다음과 같다.
Polystyrene
Polyacrylonitrile
Polypropylene(PP)
0.961.05 g/
1.184 g/
0.895 ~ 0.92 g/
밀도는 가지 크기, 결정화도에 영향을 받는다. 일반적으로 고분자는 무정형과 결정형인 two-phase로 존재한다. 여기서 결정은 밀도가 높고 무정형은 상대적으로 밀도가 낮다. 따라서 결정의 비율이 높아질수록 밀도도 증가하게 된다. 다음으로 가지 크기이다. 가지의 수가 많아지면 사슬 자체의 크기가 거대해져 고분자가 뭉치기 힘들어진다. 즉, 빈 공간이 많아져 부피에 비해 질량이 작아 밀도가 작아진다.
② 용해도 상수
용해도 상수를 문헌값과 비교하면 다음과 같다.
고분자 종류
문헌값
프로그램값
Polystyrene
18.5
14.206
Polyacrylonitrile
25.3
14.100
Polypropylene(PP)
17,2
18.517
문헌값과 프로그램값이 차이 나는 것을 알 수 있다. 이는 기본 조건 때문이다. 고분자는 긴 사슬이기에 Length는 10보다는 길이가 길다. 따라서 기본 문헌값의 조건과 다르기에 차이가 발생했을 것이다. 다른 Temperature, Loading 조건에서도 차이가 있었을 수 있다. 문헌값 기준으로는 Polystyrene와 Polypropylene이 가깝지만, 프로그램값 기준으로 보면 PS와 Polyacrylonitrile이 가깝다. 용해도 상수에 따라 서로 잘 섞이는 것을 확인할 수 있기에 정확한 값을 아는 것이 중요하다.
③ Young’s Modulus
XYZ로 나온 Young’s Modulus 값을 3으로 나눠 평균값과 비교했다. 단위는 GPa이다.
고분자 종류
문헌값
프로그램값
Polystyrene
3.255
3.93303
Polyacrylonitrile
58
92.5137
Polypropylene(PP)
1.325
1.2999
PS와 PP는 문헌값과 프로그램값이 비슷하지만, Polyacrylonitrile은 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이도 기본 문헌의 조건과 달라서 또한 고분자의 특성을 못 살렸기에 차이가 발생했을 것이다. Young’s Modulus를 통해서 이 고분자의 변형률에 대한 필요한 응력을 알 수 있기에 설계를 하거나 변형을 할 때 유용하다. 따라서 Young’s Modulus를 알면 그 고분자의 기계적 특성을 이해할 수 있다.
결론
먼저, TASK 1에서는 Materials studio molecular simulation package를 이용해 온도, 길이, 로딩 변화에 따른 distance, torsion, angle, radius of gyration 값을 측정했다. 이 측정된 값을 이용해 두 가지 식으로 와 값을 구했다. 이 값에 대한 경향성을 확인한 후, 분석을 했다. 이론적으로 길이가 길어지면, 로딩이 증가하면, 온도가 낮아지면 유연성이 감소한다. 따라서 C값이 커짐을 알 수 있었다. 이 모두 회전 제약과 관련이 있었다. 즉, 회전 제약이 있으면 고분자 자체가 flexible이 감소하게 된다. 이번 실험값은 이론값과 비교했을 때 차이가 달랐다. 부분적으로 경향성이 맞는 것도 있었지만 대부분 오차가 있었다.
다음으로, TASK 2에서는 3개의 고분자의 벌크 성질(밀도, 용해도 상수, Young’s Modulus)에 대해 확인했다. 밀도는 프로그램으로 인해 0.8 고정되었다. 나머지는 문헌값과 비교했을 때 차이가 있었다.
이 2개의 TASK가 오차가 발생한 이유를 고분자의 성질을 충분히 만족시키지 못했기 때문이라 생각한다. 고분자는 분자량이 큰 화합물로 길이도 길다. 하지만 우리는 대부분 length값 10에서 진행을 했다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 길이를 더 긴 상태로 진행하거나 여러 번 진행을 통해 평균을 내는 방법을 사용해야 한다. 더불어 문헌값 조건에 최대한 일치하도록 상세한 설정에 필요성을 느꼈다.
참고문헌
고분자 재료설계 설계 안내 지침서: 설계 Part 1
고분자 물리화학 교안
Polystyrene, 화학용어사전, 일진사, 2023.11.19.
- Polyacrylonitrile, 화학대사전, 세화 편집부, 2023.11.19.
Polypropylene, 화학백과, 대한화학회, 2023.11.19.
『Chapter One - Bioconjugated materials: Preparation, characterization and therapeutic applications』, Monireh Esmaeili Rad a, Selen Ezgi Cankurtaran a, Mert Gulmez a, Hasan Kurt b c d, Meral Yuce
『Homogeneous Vanadium-Based Catalysts for the ZieglerNatta Polymerization of αOlefins』, Henk Hagen, Jaap Boersma, Gerard van koten
밀도, 물리학백과, 한국물리학회, 2023.11.25.
용해도 상수, 고분자과학, 자유아카데미, 박오옥 외 15명, p229
Solubility Parameters, Hansen, Charles, M
Solubility Parameters, 고분자과학, 자유아카데미, 박오옥 외 15명, p231
- Young’s Modulus, Nanocolloids, M. Sanchez Dominguez and C. Rodriguez Abreu, CHapter 8
추천자료
유기공업설계_
재료거동학(파괴 및 피로설계), 재료 역사, 구조물 제작 과정
측정과 진동측정, 측정과 압력손실측정, 측정과 증기압측정, 측정과 회전수측정, 측정과 배율...
[기업 예측][기업][기업 부실예측][기업 도산예측][기업 이익예측][기업 원가예측][부실][도...
[친환경 농산물 유통] 친환경 농산물 유통의 개선방안 ; 친환경 농산물 유통의 마케팅 사례 분석
[중합공학실험 2] Synthesis of Polyamide_결과레포트
[고분자재료설계 레포트] PART 1 (Polystyrene를 설계 후 C의 값 도출 및 분석)
[고분자재료설계 레포트] PART 2 (고분자 고차구조를 설계, 고분자 블렌드의 벌크 상 거동, ...
[단국대학교- 고분자재료설계] PART2 : 고차 구조와 상 분리 현상
소개글