TGA 왿� UTM

1. 실험 목적

TGA : 열분석 기기인 TGA를 사용함으로써 승온 속도의 다른 조건에 따라 각 wt%왿� Heat flow 변화를 비교하여 고분자 물질을 비교 분석할 수 있다.
UTM : 고분자 재료의 가장 기본적인 기계적인 특성을 알아내기 위해서는 재료에 응력을 기한 뒤, 이에 따른 변형을 측정하여 stress-strain 곡선을 구하는 것이 가장 일반적인 방법으로 이를 통해 고분자의 인장강도를 구해보고, 기계적 물성 값으로 나타낼 수 있는 재료의 고유한 특성에 대하 알아본다.

2. TGA (Thermogravimetric analysis)
2-1. TGA의 원리

TGA는 온도변화에 따른 시료의 무게변화를 측정하여 분석하는 방법이다.
TGA에 의한 온도-무게 변화량의 곡선으로부터 시료의 열 변화 상태를 알고 정성 및 정량 분석을 가능하게 한다.
또한 온도-무게 변화량의 곡선은 사용한 시료의 열 안정성(thermal stability) 및 물질의 구성비 등을 나타내고 가열 중에 생긴 중간체의 열적 성질도 나타내주며 가열이 끝났을 때 남은 찌꺼기의 양도 알 수 있게 해준다[1].

TGA의 응용분야에는 유기물, 유기물 및 고분자 물질의 열분해, 증발 또는 승화의 속도, 탈수왿� 흡수의 연구, 시료 속의 수분 또는 휘발성 성분의 측정 등이 있다[2].

2-2. TGA장치
Thermo Gravimetric Analyzer(열 중량 분석기)는 특정 Gas분위기 상태에서 시료의 온도를 일정 속도로 상승 혹은 등온을 유지시키면서 시간과 온도에 따른 시료의 무게변화를 기록함으로서 열분해, 승화 ,증발, 산화에 따른 무게의 증감을 열 분해곡선 (Thermogram)을 통해 분석하는 장비이다[1].

3. UTM
3-1. UTM의 원리
UTM의 실험원리는 매우 간단하다. 일정한 시간과 힘 그리고 일정한 방향으로 시편에 대해 일을 가해주면 그 힘에 대한 LOAD값이 발생하고 그 값을 측정하는 것이다. 실험에 앞서 알맞은 시편을 규격화해야 한다.

3-2. stress(응력)-strain(변형)곡선
① 인장응력 (tensile modulus) : 일정한 신장율에 대한 응력의 크기를 뜻함
② 인장 강도 (tensile strength) : 인장 시험동안 시험편에 걸리는 최대 응력
③ 신장율 : 파단 시에 늘어나는 정도, 재료의 유연성을 나타내는 물성 값

[Figure 1] 일반적인 stress-strain곡선.
항복점까지는 높은 탄성률을 가지나 항복점을 지나 계속 신장하다 인장 응력이 되면 끊어진다.