(A+만점레포트)[화공생물공학단위조작실험1] 3.고분자 인장시험(예비)

1. Introduction
1-1. 실험 목적
만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)에 대한 원리 및 사용 방법에 대해 숙지하고 인장시험을 통해 응력-변형률 곡선(strain-stress curve)을 구함으로써 고분자 고체재료의 기계적인 거동을 파악해 본다.

1-2. 실험 원리
(1) 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)
UTM이란 고분자 고체 재료의 기계적인 성질을 시험할 수 있는 대표적인 시험기기이다. 그림1.은 UTM의 구조를 간단하게 나타낸 것이다. 시험할 시편을 UTM에 고정하고 힘을 측정할 수 있는 로드셀(load)이 장착된 크로스헤드가 위∙아래로 움직이며 그때의 힘을 측정한다. 예를 들어 시편을 크로스헤드왿� 밑단(그림에서 stationary base)에 고정시킨 후 크로스헤드가 위로 이동한다면 인장시험이 된다. UTM에 시편을 고정하는 방식 및 시편의 형태에 따라 전단, 굴곡, 비틀림 시험 등을 할 수 있다. (그림2. 참고)

(2) 정적시험
정적 시험(Static test)은 시료가 일정한 속도로 인장, 압축 혹은 전단력을 받을 시 힘의 응답을 측정하는 데 사용된다. 정적 시험은 고분자들의 탄성률, 강도, 파괴 신장률 등의 기계적 성질들을 평가하기 위한 방법을 제공한다. 변형속도가 시간에 대해 일정한 경우에 적용되며 여러 시험 방법들 중 인장 시험이 가장 보편적인 방법이다. 인장 시험의 전형적인 측정 방식은 개 뼈 형태의 고분자 시료의 한쪽 끝을 고정시키고 다른 고정된 끝을 일정한 신장 속도로 잡아당긴다. 인장 시편에서 응력이 집중된 고정시킨 물림 부분에서 조기에 파괴를 일으키지 않고 응력이 가장 높은 막대의 중간 부분을 시편의 중앙에서 끊어지도록 한다.
그림3.에서 볼 수 있는 바왿� 같이 인장 시편의 폭이 좁은 영역에 들어가 있는 중간 부분의 초기길이를 초기 게이지 길이( )라고 부른다.