Small Angle X-ray Scattering Studies on Deformation Behavior of Rubber Toughened Polycarbonate

소각 X-선 산란을 이용한 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트의 변형에 관한 연구

In order to study the toughening mechanism of rubber modified polycarbonate, the sequence of development of micro-voids was investigated by real-time small angle X-ray scattering with Synchrotron radiation (SR-SAXS). The used test method was wedge test. The scattering intensity increases with increasing penetration depth of wedge, i.e. applied strain. The increase is due to the micro-void formation during deformation. This micro-void was uniformly developed in matrix and was different from large-void due to internal cavitation of rubber particle and/or debonding between rubber particle and polycarbonate matrix. The micro-void was developed at the critical strain and the radius of micro-void is around $600{\AA}$. Above the critical strain the size of micro-void remains almost constant with increasing applied strain. However, the population of micro-void increased with applied strain.

고무입자로 강인화된 폴리카보네이트의 강인화 메커니즘을 연구하기 위하여 synchrotron X-선을 이용한 소각 X-선 산란법을 이용하여 실시간으로 변형 과정에서의 폴리카보네이트 내의 micro-void의 생성과 성장과정을 조사하였다. 시료는 직경 $0.3{\mu}m$의 가교화된 아크릴 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트이며 wedge test 방식으로 시료에 변형을 가하면서 X-선을 조사하여 산란빔의 세기 변화를 살펴보았다. 변형이 증가함에 따라 산란빔의 세기가 증가하며 이는 폴리카보네이트 매트릭스 내의 micro-void의 생성에 의한 것으로 추정된다. 이러한 micro-void는 폴리카보네이트 매트릭스 내부에 생선된 것으로서 이는 고무입자와 매트릭스간의 계면분리 현상이나 고무입자 내부의 cavitation에 의한 void는 아닌 것으로 추정된다. 이 micro-void는 큰 void들과는 달리 특정한 변형 정도에 이르러 일정한 크기를 갖고 생성되기 시작하며 변형 정도가 증가하여도 그 크기는 증가하지 않고 단지 그 양만이 계속적으로 증가함을 알 수 있다.