고분자분석 - Rheometer

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고분자분석 - Rheometer에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 점 도
(1) 점도의 정의
(2) 비점도(상대 점도)
(3) 점도와 동점도의 관계
(4) 점도에 따른 유체의 분류
(5) 흐름에 따른 점도의 분류

2.선형 점탄성 (Linear Viscoelasticity)
(1) 점탄성
(2) 선형성의 의미와 결과
(3) 선형 점탄성에 대한 함수 사이의 관계
▣ 점도계와 레오미터의 종류와 사용법
▣ 점도계와 레오미터의 차이점
▣ 점도측정을 할 때 고려해야할 사항
▣ 조작 및 분석 방법

본문내용

1. 실험제목 : Rheometer
2. 실험일자 :
3. 실험원리
물체의 흐름방법이나 변형양식을 조사하는 학문을 레올로지(Rheology)라고 한다. 이러한 용어 자체나 체계화는 제 2차 대전 후이지만 그 내용은 상당히 오래 전부터 연구대상으로 되어 있었다.
화학공업에서 유체의 점성은 제품 또는 중간제품의 품질을 나타내는 목표로 되고 또 유량계수에 중대한 영향을 미치게 되므로 이 측정은 공업상 중요한 의미를 가지고 있다.
유체의 점도는 변형률에 대한 저항의 정도를 나타낸다. 타르와 당밀 등은 점도가 매우 높고, 공정에서 흔히 다루는 공기와 물은 점도가 비교적 낮다. 점도의 존재를 이해하기 위해서는 유체의 분자운동을 살펴볼 필요가 있다. 유체가 파이프나 홈통을 통하여 흐를 때 일어나는 흐름현상은, 단지 유체에 구동력이 작용하기 때문에 일어난다. 이때 구동력은 유체를 구성하고 있는 분자들이 이동될 때 발생하는 마찰저항을 극복하는데 필요하다. 이와 같은 유체의 마찰저항을 점도라고 한다.
점도 측정은 유변학을 포함하여 유체역학에서 매우 중요하며, 또한 분자이론에서 활성화 인자, 다원자 분자의 반경, 고분자의 분자 질량, 혼합액체의 조성 등과 같은 물리-화학적 데이터를 얻는데 매우 유용한 수단을 제공한다.
1. 점 도
(1) 점도의 정의
물을 용기에 따를 때는 줄줄 잘 흘러내리지만 물엿이나 꿀은 끈적거려서 잘 흘러내리지 않는다. 액체의 끈기를 점성이라고 하며 점성은 액체뿐만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데 이것은 유체 특유의 성질이다. 즉, 기체가 들어있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면 변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상 복귀하는 성질을 지닌다. 이상유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 점성은 유체 흐름에 저항하는 값의 크기로 측정된다. 단위 면적당의 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다.
점도 ~ 전통적으로 유체에서 가장 중요한 물성
- lack of slipperiness
- synonymous with internal friction
- resistance to flow
§ viscosity coefficient에 영향을 미치는 인자와 이유
기체의 점성은 온도가 증가하면 같이 증가하는 경향이 있다. 액체의 경우에는 온도가 상승하면 점성은 감소한다. 반대로 온도가 상승하면, 점성은 감소한다. 이런 이유는, 기체의 주된 점성 원인이 분자 상호간에 운동이지만, 액체는 분자간의 응집력이 점성을 크게 좌우하기 때문이다. Newton의 점성법칙에 의하면, 유체의 전단응력은 수직인 방향으로서 속도변화율에 비례한다. 여기서 속도변화율을 속도구배라 한다.
§ Newton의 법칙과 점도
유체가 관 또는 두 평판사이와 같은 밀폐된 공간을 흐를 때 유체의 평균속도는 유량을 유체가 흐르는 유로의 단면적으로 나눈 값이 된다.
u =Q /A (유량/면적=유속)
그러나 유체의 속도는 관이나 판의 표면으로부터의 거리에 따라 변하며 실험결과에 의하면 유동하는 유체에 작용하는 힘(F)는 속도차(Δu, m/s)와 면적(A, m2)에 비례하고 거리(Δy, m)에 반비례하는 것을 알 수 있다. 이것을 Newton의 점도법칙이라 하며 다음 식으로 나타낼 수 있다.
F / A = τ = μ(Δu / Δy)
여기서 비례상수에 해당하는 μ를 점성계수 또는 절대점성계수(absolute viscosity)라 한다. 점성계수의 차원은 다음과 같다.
만약 Δy가 영에 수렴할 경우 식은 아래와 같은 미분식으로 표현된다. τ = -μ (du / dy) 여 기서 음의 부호의 의미는 방향성을 말한다. 위 식에서 τ를 전단응력, du/dy를 전단속도라 한다. 점도(절대점도, 역학점도)의 단위는 흔히 정의를 최초로 한 프랑스 과학자 Poiseuille의 이름 첫 글자를 따서 P[포아즈(불어), 포이즈(영어)]로 부르고 단위는 g/(cm s) 이다. 흔히 이 값이 실제 사용하는 유체를 표현하기는 크기

키워드

레오미터,   Rheometer,   유변학,   고분자,   특성분석