2006-02-13
org.kosen.entty.User@6222c255
이명세(sycamore)
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투명한 고분자 수지의 경우,
광투과도가 분자량이 낮을수록(또는 점도가 낮을수록) 올라가는 경향이 있다고 하더군요.
그 이유는 무엇인가요??
- polymer
- mw
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답변 1
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답변
박정호님의 답변
2006-02-13- 0
5년전에 투명고분자를 이용한 광섬유 제조에 관계된 연구를 해본적이 있어 답글을 올립니다. 고분자의 투과도는 그 값을 결정짓는 변수가 많습니다. 고분자의 종류, 사용되는 빛의 파장과 고분자 내의 빛의 path length, 온도 등등 우선 고분자의 특정 파장에서 고분자 자체의 내인적 흡수(주로 C-H vibratiom)과 그밖의 외인적인 흡수 외에 산란에 의한 손실과 특정되는 고분자의 두께(path length)가 동일하다는 조건하에서 고분자의 분자량에 따르는 투과도의 차이는 크게 두가지로 나눌수 있다고 합니다. 첫번째는 분자량 증가에 따른 고분자의 광학적 밀도 증가로 인해 일정량의 광손실을 유발을 의미하는데. 즉 단순히 고분자내의 밀도 증가에 따른 광투과도의 손실을 이야기 합니다. 그러나 분자량의 차이가 극단적으로 크거나 고분자의 path length를 길게 두지 않는 얇은 필름 상태에서는 이 영향을 확인하기 쉽지 않을것이라 생각합니다. 두번째로 광투과도에 영향을 미치는 것이 산란에 의한 손실입니다. 보통 내인적인 레일리 산란을 배재하고도 고분자의 광산란 손실에 영향이 많은 차이를 보인다고 보고가 되고 있는데 그중 하나가 분자량에 따른 고분자의 유리전이 온도(glass transition temperature, Tg)에 따른 광산란 영향입니다. 보통 고분자는 chain들이 서로 뒤엉켜 있는 상태로 존재하게 되고 일반적인 투명 고분자는 이런 random한 coil들에 의해 무정형을 가지는 구조로 되어 있는 것이 보통입니다. 고분자의 분자량을 크게 하면 분자량이 작은 경우에 비해 서로 뒤엉켜 있는 coil들의 도메인들이 두드러지게 됩니다. 즉 어느 한부분은 고분자 chain들이 마구 뒤엉켜 있어 큼지막한 도메인을 형성시키는 반면 다른 부분들에서는 상대적으로 고분자 chain들의 구성이 듬성듬성한 구조를 가지게 되어 고분자의 구성의 불균일도가 커지게 됩니다. 이러한 불균일도는 고분자내로 빛이 투과할때(파장에 따라 다른정도이겠지만) 매우큰 산란 손실을 가져오게 되고 이는 광투과도의 저하를 유발합니다. 고분자의 유리전이 온도 Tg는 고분자의 분자량 크기에 비례하는 값을 갖게되는데 일반적으로 Tg가 높은 고분자의 경우 이러한 광손실 증가가 관찰된다. 따라서 이러한 불균일도에 대한 광산란을 개선하기위해 제작된 고분자를 Tg이상으로 열처리하여 고분자의 불균일한 조성을 균일하게 해주거나 의도적으로 고분자 중합시 작은 단분자를 미량 넣어 Tg를 낮추거나, 연쇄이동제를 넣어 고분자의 분자량의 과도한 증가를 막아주긴 합니다만. 후자의 경우 고분자의 열적특성이 저하되어 열처리를 많이 하곤합니다. 단 완벽한 질소나 진공분위기에서 해주어야합니다. 왜냐면 공기중의 산소와 반응하여 광변색(yellowing effect)이 되어 고분자의 내인적 흡수를 유발하기 때문입니다.