Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
권호 표지

Coalescence of Dispersed Phase for Immiscible Polymer Blends in Quiescent Flow Field

정상 흐름 영역에서 비상용성 고분자 블렌드계의 분산상의 Coalescence 거동에 관한 연구

  • 김영호 (경북대학교 고분자공학과) ;
  • 최관영 (경북대학교 고분자공학과) ;
  • 김호겸 (경북대학교 고분자공학과) ;
  • 서창욱 (경북대학교 고분자공학과) ;
  • 최진환 (경북대학교 고분자공학과)
  • Published : 2002.05.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The deformation and coalescence behaviors of immiscible LDPE/PS blends (86.5/13.5 vol%) prepared by internal mixer were studied using rheometer and scanning electron microscope. The fine droplets coagulated at initial stage of mixing, and deformed fiber at large strain. The critical capillary number was calculated according to the empirical equation of De Bruijn and it was 0.95, the local capillary number was 3.867. The polymer blends were annealed at $200^{\circ}C$ for various time to investigate morphological change of polymer blends. The maximum size of droplet after annealing at $200^{\circ}C$ was found at ${\gamma}$=1798, and there was destruction of the morphology at 15 minutes of annealing time. The viscosity of matrix was critical to determine a coalescence of droplet.

비상용성 LDPE/PS 블렌드계 (86.5/l3.5 vol%)를 내부 혼합기를 사용하여 만들었고 레오미터 (rheometer)와 scanning electron microscope (SEM)으로 분산상인 droplet들의 변형과 합체 (coalescence)거동에 대하여 살펴보았다. 혼합 초기에 일정한 크기의 droplet들이 서로 뭉쳐졌고 큰 변형 하에서 실모양 (thread-like)을 나타냈다. 본 실험에 사용한 LDPE/PS 블렌드계의 critical capillary number를 De Bruijn의 실험식으로 계산한 결과 0.96이었고 local capillary number는 3.867이었다. 또한 블렌드 시편을 $200^{\circ}C$에서 다양한 시간으로 서냉한 후 서냉 시간에 따른 형태의 변화를 관찰하였다. $200^{\circ}C$에서 ${\gamma}$=1789일 때 최대 크기의 droplet이 관찰되었고 특히 서냉 시간이 15분일 때 형태의 파괴 (break-up)가 일어났다. Droplet의 합체에 결정적인 영향을 미치는 것은 기질의 점도이다.

Keywords

References

  1. Polymer Blends D. R. Paul;C. B. Bucknall
  2. Polymer Alloys and Blendsrmo-dynamics and Rheology L. A. Utracki
  3. Polym. Eng. Sci. v.32 L. A. Utracki;Z. H. Shi https://doi.org/10.1002/pen.760322405
  4. Proc.Roy.Soc. v.A146 G. I.Taylor
  5. J. Fluid Mech. v.37 R. G. Cox https://doi.org/10.1017/S0022112069000759
  6. PhD thesis, Eindhoven University of Technology R. A. De Bruijn
  7. Polym. Eng. Sci. v.36 L. Delamare;B. Vergnes https://doi.org/10.1002/pen.10565
  8. Polymer Handbook(4th edition) J. Brandrup;E. H. Immergut
  9. Polym. Eng. Sci. v.26 J. J. Elmendorp;A. K. Van Der Vegt https://doi.org/10.1002/pen.760261908
  10. Polym. Compos. v.9 I. Fortelny;J. Kovar https://doi.org/10.1002/pc.750090204
  11. Eur. Polym. J. v.25 I. Fortelny;J. Kovar https://doi.org/10.1016/0014-3057(89)90239-5
  12. Proc. London Math. Soc. v.10 L. Rayleigh https://doi.org/10.1112/plms/s1-10.1.4
  13. Proc. R. Soc. v.A150 S.Tomotika
  14. Polym. Eng. Sci. v.26 J. J. Elmendrop https://doi.org/10.1002/pen.760260608
  15. Rubber Chem. Technol. v.50 N.Tokita https://doi.org/10.5254/1.3535144
  16. J. Mater. Sci. v.30 N. Chapleau;B. D. Favis https://doi.org/10.1007/BF00352143
  17. Polym. Eng. Sci. v.30 A. P. Plochocki;S. S. Dagli;R. D. Andrews https://doi.org/10.1002/pen.760301207
  18. Polymer v.39 A. L. Persson;Hans Bertilsson https://doi.org/10.1016/S0032-3861(98)00096-2
  19. Rev.Macromol.Chem.Phys. v.C39 no.4 Jozef Bicerano;Jack F. Douglas;Dougals A. Brune
  20. Polymer v.36 C. E. Scott;C. W. Macosko https://doi.org/10.1016/0032-3861(95)91554-K
  21. Polymer v.42 P. H. P. Macaubas;N. R. Demarquette https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00655-8
  22. Polymer v.39 G. A. Cassano;E. M. Valles;L. M. Quinzani https://doi.org/10.1016/S0032-3861(97)10080-5
  23. Polymer v.42 S. A. Madbouly;T. Chiba;T. Ougizawa;T. Inoue https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00427-4
  24. J. Rheol. v.38 B. Ernst;Y. Germain;R. Muller https://doi.org/10.1122/1.550568
  25. Polym.Eng.Sci. v.27 Souheng Wu https://doi.org/10.1002/pen.760270506
  26. J.Colloid Interface Sci. v.42 L. A. Utracki https://doi.org/10.1016/0021-9797(73)90023-4
  27. J. Polym. Sci. Polym. Phys. Ed. v.22 C. M. Roland;G. G. A. Bohm https://doi.org/10.1002/pol.1984.180220108
  28. Int. J. Multiphase Flow v.2 T. Mikami;R. G. Cox;S. G. Mason https://doi.org/10.1016/0301-9322(75)90003-8
  29. Polymer v.42 R. Hayashi;M. Takahashi;H. Yamane;H. Jinnai;H. Watanabe https://doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00373-6
  30. Chem. Eng. Sci. v.53 J. Mewis;H. Yang;P. Van Puyvelde;P. Moldenaers;L. M. Walker https://doi.org/10.1016/S0009-2509(98)00057-8
  31. Macromolecules v.32 Leon Levitt;C. W. Macosko https://doi.org/10.1021/ma9814999
  32. J. Non-newtonian Fluid Mech. v.86 C. Lacroix;M. Grmela;P. J. Carreau https://doi.org/10.1016/S0377-0257(98)00201-8
  33. Polymer v.39 D Bourry;B. D. Favis https://doi.org/10.1016/S0032-3861(97)00397-2
  34. Polymer v.40 V. Everaert;L. Aerts;G. Groeninckx https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00048-8
  35. Proc. R. Soc. v.29 L. Rayleigh https://doi.org/10.1098/rspl.1879.0015
  36. Proc. R. Soc. v.A153 S. Tomotika