에틸렌-테트라플르오르에틸렌(ETFE) 공중합체의 비등온 결정화 거동을 DSC와 imaging FTIR을 이용하여 살펴보았다. 변형 비등온 Avrami 분석 결과, DSC에 의한 열분석의 경우 상대적으로 적은 결정화 엔탈피 변화로 인하여 Avrami 식에 의한 ln[-ln(1-X(t))] vs. ln(t) 곡선이 선형을 이루지 못하는 반면, 결정화에 의한 IR 흡수 강도 image의 변화에 의한 분석 방법인 imaging FTIR의 경우보다 선형적인 결과를 얻음에 따라 imaging FTIR이 ETFE 비등온 결정화 연구에 보다 효과적임을 알 수 있었다. 이와 함께 비등온 결정화에 의한 ETFE의 광학특성을 살펴본 결과, 서냉에 의하여 형성된 ETFE 결정의 빛 산란에 의하여 haze가 증가하며 따라서 투명도가 감소함을 알 수 있으며 비등온 결정화에 의하여 최대 8%의 투과도 감소가 일어남을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 결정화를 조절하는 냉각속도가 유리 대체 소재로 사용되고 있는 ETFE 필름의 광투과도 조절에 주요한 가공 변수임을 확인할 수 있었다.
A series of random poly(ethylene-co-1,4-butylene terephthalate)s (PEBTs), as well as poly(ethylene terephthalate) (PET) and poly(1,4-butylene terephthalate) (PBT), were synthesized by the bulk polycondensation. Their composition, molecular weight, and thermal properties were determined. All the copolymers are crystallizable, regardless of the compositions, which may originate from both even-atomic-numbered ethylene terephthalate and butylenes terephthalate units that undergo inherently crystallization. Non-isothermal crystallization exotherms were measured over the cooling rate of 2.5-20.0 K/min by calorimetry and then analyzed reasonably by the modified Avrami method rather than the Ozawa method. The results suggest that the primary crystallizations in the copolymers and the homopolymers follow a heterogeneous nucleation and spherulitic growth mechanism. However, when the cooling rate increases and the content of comonomer unit (ethylene glycol or 1,4-butylene glycol) increases, the crystallization behavior still becomes deviated slightly from the prediction of the modified Avrami analysis, which is due to the involvement of secondary crystallization and the formation of relatively low crystallinity. Overall, the crystallization rate is accelerated by increasing cooling rate but still depended on the composition. In addition, the activation energy in the non-isothermal crystallization was estimated.
Ahn, Youngjun;Jeon, Jong Hyuk;Baek, Chul Seoung;Yu, Young Hwan;Thenepalli, Thriveni;Ahn, Ji Whan;Han, Choon
한국세라믹학회지
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제53권1호
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pp.24-33
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2016
The grafting reaction for maleic anhydride (MA) onto high density polyethylene (HDPE) was investigated from solution process with initiators. The chemical modification of neat HDPE was carried out with various contents of MA (3-21 wt.%) and initiator (0.2-1 wt.%) at different temperature ($80-130^{\circ}C$). The grafting degree was obtained from the titration and the highest grafting degree was 3.1%. The grafting degree increased as the content of MA and initiator increased, however, the highest grafting degree was demonstrated for a particular content of MA and initiator. In the non-isothermal crystallization kinetics, the Ozawa model was unsuitable method to investigate the crystallization behavior of MA onto HDPE, whereas the Avrami and Liu models found effective. The crystallization rate was accelerated as the cooling rate increased, but postponed by combination of MA onto neat HDPE backbone.
We have investigated the crystallization mechanism of the lithium disilicate ($Li_2O-2SiO_2$, LSO) glass particles with different sizes by isothermal and non-isothermal processes. The LSO glass was fabricated by rapid quenching of melt. X-ray diffraction and differential scanning calorimetry measurements were performed. Different crystallization models of Johnson-Mehl-Avrami, modified Ozawa and Arrhenius were adopted to analyze the thermal measurements. The activation energy E and the Avrami exponent n, which describe a crystallization mechanism, were obtained for three different glass particle sizes. Values of E and n for the glass particle with size under $45{\mu}m$, $75{\sim}106{\mu}m$, and $125{\sim}150{\mu}m$, were 2.28 eV, 2.21 eV, 2.19 eV, and ~1.5 for the isothermal process, respectively. Those values for the non-isothermal process were 2.4 eV, 2.3 eV, 2.2 eV, and ~1.3, for the isothermal process, respectively. The obtained values of the crystallization parameters indicate that the crystallization occurs through the decreasing nucleation rate with a diffusion controlled growth, irrespective to the particle sizes. It is also concluded that the smaller glass particles require the higher heat absorption to be crystallized.
본 연구에서는 생체분해성 폴리에스터 계열의 glycolide, L-lactide 및 ${\varepsilon}$-caprolactone 단량체를 이용하여 2단계 중합법에 의한 삼원 공중합체를 제조하여, DSC를 이용한 비등온 결정화 거동을 고찰하였다. 보다 더 정확한 거동을 검토하기 위하여 Avrami 식과 Ozawa 식을 조합하여 비등온 결정화 거동을 고찰하였다. 과냉각도를 분석한 결과 PGCLA21의 값이 가장 큰 값을 보이고 있으며 L-lactide 함량이 증가함에 따라 과냉각도는 증가하는 경향을 보이고 있다. 수정된 Avrami 식을 이용하여 다양한 냉각속도에서 비등온 결정화 거동 결정화 속도 상수는 큰 경향을 보이고 있지 않는 것을 알 수 있었다. Avrami 및 Ozawa 식을 조합하여 특정한 상대적 결정화도에서의 냉각함수를 구한결과 L-lactide 함량이 증가하면서 PGCL과 비교시 결정화 속도를 향상시키는 역할을 하고 있는 것으로 여겨지는 반면 PGCLA41과 PGCLA21을 비교시 L-lactide 함량이 일정 이상 증가시 logF(T) 값이 큰 것을 확인 할 수 있는데 이는 동일한 결정을 얻는데 더 많은 냉각 속도를 필요로 한다는 것을 의미하며 결정화 속도 향상에 부정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
폴리프로필렌(polypropylene, PP)/옥수수전분(corn starch) 마스터뱃취(MB)(전분 MB) 블렌드를 PP 함량을 90, 80, 70, 60 wt%로 변화시키며 실험실 규모의 Brabender mixer를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 제조하였다. PP/전분MB 블렌드의 화학구조, 기초 열적특성 및 비등온결정화거동을 적외선분광기 (FT-IR), 시차주사열용량분석기(DSC) 그리고 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. PP/전분MB 블렌드의 제조는 수산기의 존재여부를 통해 확인하였다. 용융온도 및 엔탈피에는 큰 변화가 나타나지 않음을 알 수 있었고, 블렌드의 분해온도는 전분MB 함량에 따라 감소하고 있음을 보여주었다. PP/전분MB 블렌드의 비등온결정화 거동은 Avrami 방정식을 이용하여 분석하였다. Avrami 지수의 경우 PP는 2.71-3.97의 값을 나타내었고, PP/전분MB 블렌드의 경우는 1.48-1.99 값을 보여주었다. 활성화에너지는 Kissinger 방법에 의해서 계산되었고, PP의 경우 233 kJ/mol, PP90은 484 kJ/mol, PP80은 541 kJ/mol, PP70은 553 kJ/mol, 그리고 PP60은 422 kJ/mol이었다.
Crystallization behaviour of blends of different MFI isotactic polypropylenes (PP), and blends of PP with carbon nanofibre have been investigated by DSC and polarizing optical microscope. Both higher MFI PP component and the carbon nanofibre in the blend influence the nucleation activity of the melt during non-isothermal crystallization. In presence of carbon nanofibre, the sherulitic growth rate is highly disturbed. The calculation of nucleation activity indicates that carbon nanofibres act as active substrate for heterogeneous nucleation.
Some of non-isothermal analysis methods are applied to CaO-MgO-Al2O3-SiO2 glass system to find the kinetics parameters of crystallisation, activation energy, Avrami component and frequency factor. The results using the non-isothermal analysis were compared to that of microstructure experiment. Analysis of the result has enabled to some methods to be to recommend as being the most appropriate equation to use in a glass system. It was shown that in the thermal analysis using the non-isothermal method of Kissinger, Augis-Bennett, Bansal, and Marotta, the calculation of activation energy is not much different, while Avrami component and frequency factor are different from applied each methods.
장쇄분지(long chain branch, LCB)를 가지는 분지화된 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 세 종류의 분지제(branching agent)를 이용하여 고상(solid state)에서 제조하였다. 분지화된 PP의 화학구조, 비등온결정화 거동 및 복합점도를 적외선분광기(FTIR), 시차주사열용량분석기(DSC), 광학현미경 그리고 동적유변측정기(ARES)를 이용하여 관찰하였다. 분지화된 PP의 화학구조는 3100 $cm^{-1}$에서 나타나는 분지제의 =C-H 신축진동을 이용하여 확인하였다. PP-D-0-3과 PP-F-0-3의 경우 순수 PP와 비교하여 용융온도에 큰 변화를 보이지 않은 반면 HQ를 사용한 경우에는 용융온도의 감소를 나타내었다. 이는 분지화 반응보다 분해반응이 우세하여 나타나는 현상으로 해석되고, 복합점도의 감소를 통해 확인하였다. 분지화된 PP의 비등온결정화 거동은 Avrami 방정식을 이용하여 분석하였다. PP의 Avrami 지수는 3의 값을 나타내었고, DVB와 FS로 처리된 분지화 PP의 경우는 3보다 약간 작은 값을 나타내었다. Kissinger 방법에 의해서 계산된 분지화 PP의 활성화에너지는 순수 PP의 25 kJ/mol과 큰 차이를 보이지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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