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

1. 개요

고분자의 물성은 고분자의 구조적인 인자가 결정한다. 이에 대하여 본 PART 1 설계에서는 고분자의 구조왿� 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 property왿� 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 2차왿� 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.