고분자 재료 실험 고분자 재료의 온도에 따른 강도 변화

목차

1. 고분자 재료의 온도에 따른 강도 변화 --1

2. 날짜, 시간 ----------------------1

3. 장소 --------------------------1

4. 실험 개요 ----------------------1

5. 배경 이론 및 관련 이론 ------------4

6. 실험 준비물 --------------------13

7. 실험 과정 ---------------------13

8. 실험 결과 ---------------------15

9. 특이사항 ----------------------16

10. 문제 ------------------------17

본문내용

시켜 인장 강도를 측정한다. 실험된 결과를 floppy diskette에 file로 저장한 다음 graph를 그리는 software 롤 stress-strain curve를 그려본다. 또한 시간-온도 관계를 규명해 본다.
③ PP 인장시편 제조 방법
사출형 압축 혼련장치를 사용하여 만든다.
1. 먼저 냉각수를 공급한다.
2. 메인 전원을 올려준다.
3. 스위치 판넬을 열고 안에 있는 차단기 세 개를 전부 올려준다.
4. 판넬을 닫고 온도를 조절 한다.
(네 개 전부 약 250℃ 정도까지 올려줌, 1~2시간정도 걸림)
5. 원하는 온도까지 올라가면 유압 펌프의 전원을 킨다.
6. 그리고 유압 모터의 스위치를 키고 유압을 조절 한다.
7. screw를 회전 시킨다.
8. PP pellet을 hopper에 넣어준다.
9. 원료가 어느 정도 녹으면 screw를 전진, 후진시킨다.
(nozzle은 닫은 상태이다.)
10. 전진, 후진을 반복하면서 공기를 제거 해준다.
11. 금형을 전진해서 닫는다.
12. nozzle을 연 후 screw를 최대로 전진한다.
13. 금형을 후진하여 성형품을 얻는다.
14. 8~13의 과정을 반복하여 약 50개 정도의 시편을 만든다.
④ PP 인장강도 측정
1. 먼저 만든 50개의 PP시편을 calipers를 이용하여 길이, 폭, 두께
를 측정 한다.
2. 폭과 두께는 양쪽과 가운데 3곳을 측정한 후, 평균값을 적는다.
3. UTM(Universal testing Machine, 만능 시험기)과 컴퓨터의 전원 을 켠다.
4. 인장강도(tensile strength)를 측정 하는 프로그램을 실행 시킨다.
5. 측정기에 시편을 장착하고, 측정 데이터 값을 설정한다.
6. re-zero로 초기화 한 후 측정 시작
7. 시편이 끈어 질 때 까지 측정한다.
8. 결과로 나온 date를 저장한다.
9. PP시편 50개를 속도와 온도를 변화해 측정한다.
10. 나온 date를 이용하여 graph를 비교 분석 한다.
8. 실험 결과
# PP sample
평균 두께
평균 폭
PP sample1
2.00
6.07
PP sample2
1.94
6.05
PP sample3
1.99
6.09
PP sample4
2.01
6.10
PP sample5
1.98
6.10
PP sample6
2.00
6.07
PP sample7
1.97
6.08
PP sample8
1.97
6.06
PP sample9
1.97
6.08
PP sample10
1.96
6.06
# PP sample의 길이
< 38.52 > sample 전부 일정함.
# 속도 변화에 따른 PP의 인장강도 측정 결과
# 온도 변화에 따른 PP의 인장강도 측정 결과
9. 특이사항
위 사진은 온도가 올라감에 따라서 PP가 인장 되면서 투명해지는 것을 나타낸 사진이다.
낮은 온도에서 인장 했을 때 는 투명해지지 안치만 높은 온도의 조건에서 인장 했을 때 투명 해지는 것을 볼 수 있다.
10. 문제
1. PP와 PS의 tensile strength(Max. stress), strain at break(%), molulus, yield stress를 측정온도와 측정시간(인장속도)에 따라 표로 작성하여 보고하여라.
tensile
strength
Strain at break(%)
Modulus
Yield stress
PP sample 1
32.6099
724.82
222.17
25.5992
PP sample 2
24.2046
522.24
357.92
25.6773
PP sample 3
19.5885
472.48
477.64
26.6447
PP sample 4
17.2970
91.88
357.35
25.9620
PP sample 5
19.4718
68.33
157.05
28.6572
PP sample 6
32.6099
724.82
222.17
25.5992
PP sample 7
24.1923
610.07
364.92
23.4544
PP sample 8
17.3333
610.07
231.50
16.8487
PP sample 9
12.4255
597.09
160.03
12.3197
PP sample 10
8.8564
594.50
117.43
9.2290
Poly Styrene
tensile strength
(Max. stress)
strain at
break(%)
modulus
yield stress
인장속도에 따른 값
20 vps
33.575 MPa
2.381 %
1452.8
50 vps
36.758 MPa
2.338 %
1247.5
100 vps
40.042 MPa
2.619 %
842.96
200 vps
27.568 MPa
2.316 %
343.37
500 vps
69.765 MPa
2.961 %
444.12
1000 vps
11.745 MPa
3.095 %
224.99
측정온도에 따른 값
20 T
40.042 MPa
2.619 %
842.96
40 T
29.076 MPa
2.482 %
506.33
60 T
20.223 MPa
2.136 %
363.31
80 T
22.245 MPa
2.532 %
266.29
100 T
1.8689 MPa
396.32 %
1.1959
1.3898
2. PP와 PS의 측정온도와 측정시간에 따른 stress-strain curve graph를 graph 작성 전용 software를 이용 같은 graph 상에 그려 넣어 변화를 관찰하고 설명하라.
# 속도 변화에 따른 PP의 인장강도 측정 결과
# 온도 변화에 따른 PP의 인장강도 측정 결과
3. 위의 변화로부터 시간-온도 중첩에 대한 대강의 관계식을 만들고 graph로 작성하라.
stress, strain, modulus는 전부 온도에 비례하고, 속도에 반비례한다.
( p.10 에 이론 상세 설명 기재 )
따라서,
의 식에서 stress, strain, modulus는 전부 온도에 비례하고, 속도에 반비례하기 때문에 (T/V)를 넣었다. α,β,γ는 상수이다.
일반적으로 고분자의 점탄성 성질은 온도에 따른 측정과 시간에 따른 측정이 유사한 형태를 보인다.
긴 시간 또는 느린 속도의 실험은 고온에 한 실험과 유사한 결과를 보인다.

키워드

고분자,   재료,   온도