Korean Journal of Rheology, Vol.9, No.4, 163-173, December, 1997
Poly(carbonate-g-styrene) 공중합체의 유리전이 영역에서의 동적 점탄성과 광학 특성
Dynamic Viscoelasticity and Optical Properties of Poly(carbonate-g-styrene) Copolymers in the Glass Transition Zone
초록
Polystyrene/polycarbonate 조성이 약 50/50인 3종류의 Poly(carbonate-g-styrene) 공중합체의 동적 탄성율, E*(ω)와 동적 스트레인-광학계수, O*(ω)을 유리전이 영역 부근의 여러 온도에서 동시에 측정하여 연구하였다. 두 개의 고중합체는 각각의 스트렌 그라프트쇄에 5, 10 wt%의 MAH를 함유하고 있다. 이들 공중합체들의 E*(ω)와 O*(ω) 완화거동과 그라프트 공중합체의 상용성과 연관하여 비교 고찰하였다. 공중합체들의 E*(ω)는 전형적인 무정형 고분자의 유리전이 완화거동을 보였으며 정성적인 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 고강도의 단일 tanδ분산의 저주파수 영역에 미세 분산을 나타내, 공중합체는 2상으로 분리되어 있음이 추정되었다. 폴리스트렌 그라프트체에 무수 말레인산 함유량이 증가함에 따라, 저주파수 영역의 미세피크가 α주분산에 병합되어 성분 고분자간의 상호 협동성이 증가함을 알 수 있었다. 3공중압체의 유사한 기계적 특성과는 달리, 광학적 완화 스펙트럼 O*(ω)는 정성적으 명확한 차이를 보여, 공중합체들의 광학 완화 거동이 명확히 다름을 나타내었다. 기계적 특성보다는 광학적 특성이 공중합체 내의 성분 고분자의 미세한 완화 거동에 훨씬 민감한 응답을 나타냈다. 이러한 특성적인 공중합체의 O*(ω)차이를 공중합체의 조성 단일 고분자 PS, PC의 O*(ω)의 가성성을 가정하여 모사하였다. 모사에서 구한 광학적 부분 기여 파라메터를 사용하여 공중합체의 상용성을 고찰하였다.
In the glass-to-rubber transition zone over a wide temperature range, we simultaneously measured the complex Youngs modulus, E*(ω), and the complex strain-optical coefficient, O*(ω), of three poly(carbonate-g-styrene) copolymers. Two of them include 5 and 10 wt% of maleic anhydride (MAH) in their grafted styrene, respectively. We compared the relaxation behaviors in E*(ω) and O*(ω) of the copolymers in view of the compatibility of their component polymers. The E*(ω) of three copolymers displayed typical glass-transition behavior of amorphous polymers and apprehensible differences were not appreciated between the copolymers. For three copolymers, minute dispersion was observed in the lower frequency region of dominant tan6 peaks arising from minute phase separation of the components. With increasing MAH content in the copolymers, it was absorbed into the main α-distribution, which indicated improved cooperativity of chain relaxation between dissimilar polymer species. Contrasting with the similar mechanical properties, the optical properties, O*(ω), reflected a great sensitivity to the minute variation of chain relaxation. The optical relaxation spectra of three copolymers showed definite difference in quality, indicating unlike optical relaxation mechanisms. The characteristic differences among the copolymers were simulated by assuming a simple additivity rule of the O*(ω) of component polymers. The compatibility of the copolymers was discussed in light of a fractional contribution parameter, Fps, which was derived from the simulation.
Keywords:Birefringence;Complex Young's Modulus;Complex Strain-optical Coefficient;Poly(carbonate-g-styrene) Graft Copolymer;Cooperativity;Polystyrene;Polycarbonate
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