초록 ▼

두 개 이상의 고분자 흐름이 금형내에서 만나는 경우 생성되는 weld-line은 사출 성형품이나 압출 성형품에서 가장 약한 부분으로 crack을 발생시켜 기계적 강도의 감소나 표면의 defect로 인한 외관의 저하를 가져온다. 본 연구에서는 고분자의weld-line의 특성과 고분자의 사출가공조건에 따른 연관성을 분자수준에서 이해하고자 두 종류의 실험을 행하였다. 첫 번째 실험에서는 고분지의 Weld-line영역의 표면에 필수적으로 존재하는 V-shape notch에 영향을 받지 않는 진정한 weld-line강도를 측정하는 시험법을

두 개 이상의 고분자 흐름이 금형내에서 만나는 경우 생성되는 weld-line은 사출 성형품이나 압출 성형품에서 가장 약한 부분으로 crack을 발생시켜 기계적 강도의 감소나 표면의 defect로 인한 외관의 저하를 가져온다. 본 연구에서는 고분자의weld-line의 특성과 고분자의 사출가공조건에 따른 연관성을 분자수준에서 이해하고자 두 종류의 실험을 행하였다. 첫 번째 실험에서는 고분지의 Weld-line영역의 표면에 필수적으로 존재하는 V-shape notch에 영향을 받지 않는 진정한 weld-line강도를 측정하는 시험법을 개발하였다. 두 번째 실험에서는 weld-line에서 고분자 사슬의 확산이 weld-line강도에 미치는 영향을 살펴보았다. 첫 번째 실험에서는 몇 가지의 열가소성 고분자중 brittle한 고분자와 ductile한 고분자에 대한 weld-line강도를 인장실험과 Compact tension 시험법을 사용하여 측정하여 weld-line강도를 측정할 수 있는 최적의 시험법을 확립하고자 하였다. 고분자에 대한 파괴인성(KIC)과 임계J값(JIC)을 측정한 후 그 결과를 인장실험에서 구한 인장강도와 비교하였다. 그 결과 측정되어진 weld-line강도는 측정방법 및 시편의 notchsensitivity에 의하여 크게 영향을 받았다. PMMA와 SAN과 같은 brittle한 고분자의 경우compact tension 시험법으로 구한 weld-line factor가 고분자의 notch sensitivity의 영향과 인장시험에 있어서의 notch 의존성으로 인하여 인장시험에서 구한 weld-line factor보다 높은 값을 보였다. 그 반면 PC나 HIPS같은 ductile한 고분자의 경우 weld-line factor는 인장시험이나 compact tension 시험에서 비슷한 값을 보였다. Compact tension 시험에서 구한 weld-line강도는 weld-line에 존재하는 V-shape notch에 의한 영향을 제거하고 계면 강도를 측정할 수 있는 방법이었다. 이러한 결과로부터 compact tension 시험법이 더 brittle하거나 ductile한 고분자의 weld-line강도를 측정하는데 더 적절한 방법임을 알 수 있었다. 그러므로 compact tension 시험법으로 측정된 weld-line 부의 강도는 분자수중에서 weld-line강도를 측정하는 데 사용되어질 수 있다. 두 번째 실험에서는 사출성형으로 제조된 poly(methyl methacrylate)의 weld-line강도와 weld-line계면에서 고분자 확산 깊이에 따른 영향을 연관 지어 보았다. 이때 고분자 사슬의 상호 침투 깊이는 self-diffusioncoefficient의 이론적 계산을 통하여 추정하였다. 사용된 PMMA의 분자량에 따른 확산 계수의 영향을 살펴 보았으며 구하여진 상호 침투 깊이와 분자량의 연관성도 함께 연구하였다. 그 결과 측정된 weld-line강도는 compression molded 시편의 강도와 비슷할 정도로 크게 나타났다. 이것은 일반적으로 말하는 weld-line을 가지고 있는 시편의 강도와 weld-line을 가지고 있지 않은 시편의 강도와의 비인 weld-line factor의 저하가 고분자 용융체의 상호확산이 적어서라기 보다는 weld-line이 없는 시편에서 나타나는 잔류 배향의 영향 때문이다.

Abstract ▼

In order to understand the relationship between processingcondition and the properties of weld-lines on a molecular level, it is necessary toevaluate the true strength of the weld-line that is not affected by the V-shape notch onthe surface of the weld-line zone. In this experiment, the weld-line

In order to understand the relationship between processingcondition and the properties of weld-lines on a molecular level, it is necessary toevaluate the true strength of the weld-line that is not affected by the V-shape notch onthe surface of the weld-line zone. In this experiment, the weld-line strength of severalbrittle, ductile, or phase-separated polymers was evaluated using the compact tensiontest by measuring the critical stress intensity factor, KIC, or the critical J-value, JIC, andthe results were compared with those obtained by tensile testing. For brittle polymerssuch as poly(methyl methacrylate)(PMMA) or styrene acrylonitrile copolymer(SAN), thevalue of the weld-line factor, i.e., the strength ratio between the welded and thenon-welded specimen, is higher than that measured by tensile testing, because of thenotch sensitivity of brittle thermoplatics and the notch dependence of tensile strength. On the other hand, in the case of ductile polymers such as polycarbonate(PC), theweld-line factor is similar for both the tensile and compact tension tests. However, the dependency of the weld-line factor on melt temperature is more obvious in thecompact tension test. From these results, it seems that the compact tension test ismore appropriate for measuring the interfacial ashesion strength across the weld-line, which excludes the notch effect.

목차 Contents

• V.1 서 론...7
• V.2 실 험...8
• V.3 결과 및 토론...12
• V.4 결 론...19
• V.5 참고문헌...20