[고분자재료설계 레포트] PART 1 (Polystyrene를 설계 후 C의 값 도출 및 분석)

소개글

[고분자재료설계 레포트] PART 1 에 대한 레포트 입니다.

Biovia의 Materials Studio(MS)를 이용하여 직접 Polystyrene를 설계 후 C의 값 도출 및 분석하였습니다.

도움이 되셨으면 좋겠습니다.

목차

1. 개요

2. 이론적 배경
2-1. 고분자의 구조
2-2. 사슬의 크기 척도
2-3. 고분자 사슬의 규모
2-4. C _{n} (Flory‘s Characteristic ratio)

3. 설계 조건 및 방법
3-1. 1차 구조 및 설계 조건
3-2. 설계 방법

4. 결과 및 논의
4-1. C의 값 도출 및 분석
4-1-1. 길이 변화
4-1-2. 로딩 변화
4-1-3. 온도 변화
4-2. 고분자 벌크 물성 예측 및 분석

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1. 개요

고분자의 물성은 고분자의 구조적인 인자가 결정한다. 이에 대하여 본 PART 1 설계에서는 고분자의 구조와 고분자의 사슬 구조 및 규모에 대한 이해를 바탕으로 직접 고분자의 인자 3가지(길이, 온도, 로딩)를 설정하여 1차 구조를 설계하였다. Biovia의 Materials Studio(MS)를 이용하여 cell 단위로 설정을 한 후, 설계 조건에 맞게 직접 조정하여 고분자의 1차 구조를 설계를 하였다. 그 후, 기하학적으로 고분자를 안정시켜서 4가지의 물리적인 값을 얻었다. 이를 형태(conformation) 로서의 접근과 Radius of Gyration으로서의 접근의 2가지 방법을 통하여 이상적인 사슬 거동에 비해 얼마나 크게 실제 값이 나타내는지를 나타내는 척도인 C(Flory’s Characteristic ratio)를 구하였다. 즉, 설계 조건에 따른 물리적인 값들과 C의 physical property와 flexibility를 비교 및 분석하겠다.

2. 이론적 배경

2-1. 고분자의 구조
고분자의 구조는 1차~4차(고차) 구조로 크게 4가지의 구조로 나누어진다. 1차 구조(Primary structure)는 repeating units가 무엇인지, 그것이 어떤 sequence로 되어있는지, 어떠한 단량체를 써서 어떻게 합성했는지에 대한 것이다. 2차 구조(Secondary structure)는 사슬의 일정 크기의 복소 부분이 어떻게 사슬에 위치하고 있는지 이며, 3차 구조(Tertiary structure)는 한 개의 사슬 전체가 보이는 3차원적인 모습이다. 이때 2차와 3차 구조는 사슬이 구부러져서 어떤 모양을 갖는지에 대한 것이다. 마지막으로, 4차 구조 또는 고차 구조(Supramolecular structure)는 사슬이 여러 개가 모여서 하나의 형태를 이루는 것으로 사슬이 여러 개 모여서 한 개의 구조체로 물리학적 거동을 한다.

참고 자료

조준한, “고분자재료설계”, 단국대학교, (2020.09-2020.12).
김용규, “고분자재료설계 MS”, 단국대학교, (2020.09).
윤창한, “고분자공학 2 : 고분자의 구조 및 특성”, 한경대학교, (2015).
서울대학교 오픈 코스웨어, “Ⅲ. Assembled Nanostructure of Polymers - Chapter 5. The Amorphous State”, http://ocw.snu.ac.kr/