유리전이온도

 

1. 정의
2. 고분자의 열적 성질
2.1. 유리상태 Glassy state
2.2. 전이상태 Glassy transition state
2.3. 고무상 플래토우 영역 (Rubbery state)
2.4. 고무상 유체영역 (Rubbery flow state)
3. 영향을 주는 인자


1. 정의

유리 상태 (Glassy state) 에서 고무와 같은 Rubbery state 으로 변화하는 온도를 말한다. 영어로는 Glass transition temperature.

2. 고분자의 열적 성질

고분자는 일반적인 분자와 달리 단량체들이 길게 연결되어 있기 때문에 특유의 열적 성질을 가진다.
아래와 같다.

2.1. 유리상태 Glassy state

단단하고 깨지기 쉬운 상태로, 이 상태의 고분자는 진동운동과 단거리회전운동만을 할 수 있다.

2.2. 전이상태 Glassy transition state

이 온도 구간에서 고분자의 탄성 계수 (Glassy transition state) 가 급감하고 장거리 분자운동을 시작하게된다. 이 온도구간에서는 변형되면 다시 회복되지 않는다.

2.3. 고무상 플래토우 영역 (Rubbery state)

이 구간에서는 탄성계수가 일정하다.

2.4. 고무상 유체영역 (Rubbery flow state)

이 구간에서는 고무의 탄성과 유체의 성질을 함께 가지게 되며 탄성계수가 급감하게 된다.

3. 영향을 주는 인자

고분자의 유리전이온도는 고분자의 구조와 그 조성에 큰 영향을 받게 된다. 고분자가 회전을 잘 하는 등의 움직임이 원활할수록, 고분자에 열을 조금만 가해도 고분자의 거동이 쉽게 변할 것이므로, 유리전이온도가 낮아지게된다. 즉, 치환기의 크기가 큰 경우, 주쇄에 방향족이 있는 경우, 치환기의 극성이 크거나 크기가 큰 경우, 분자간 인력의 큰 경우에 고분자의 움직임이 어렵고, 유리전이온도가 높아지게 된다. 또한, 가소제(Plasticizer) 를 가하게되면 사슬 사이의 간격이 늘어나게 되어 유리전이온도가 낮아지게된다.

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