[결과보고서] 인장강도측정 실험

소개글

부산대학교 3학년 1학기 화공생명공학실험 결과보고서입니다.

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구 및 시료
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결론 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 고체 상태 물질의 기계적 물성을 측정하는 방법인 인장시험에 대해 알아본다.
- UTM을 통해 생분해성 고분자의 인장시험을 진행하고 분석한다.

2. 실험 이론
가) 바이오플라스틱

바이오플라스틱은 크게 바이오베이스 플라스틱, 생분해 플라스틱으로 분류 가능하다.
① 바이오베이스 플라스틱
바이오매스를 원료로 화학적, 생물학적 공정을 거쳐 생산하는 플라스틱이다. 석유화학 원료에 의지하지 않고 자연으로부터 원료를 공급받아 제작 가능하다는 장점을 가지지만, 강도나 내수성이 좋지 않고 완전 분해가 어렵다는 단점이 있다.
② 생분해 플라스틱
빛, 열, 온도 등 환경적 요인과 곰팡이, 박테리아 등 미생물로 인해 스스로 분해되어 인체 외부로 배출되거나 토지 등에 유기물로 흡수되는 고분자이다.

나) 고분자의 기계적 물성
① 탄성
탄성은 외부 힘에 의해 변형을 일으킨 물체가 힘이 제거되었을 때 원래의 모양으로 되돌아가려는 성질이다. 물질에 인장을 가해도 손상되지 않고 원형으로 돌아갈 수 있는 일시적인 변형을 탄성변형이라고 한다.
② 소성
소성은 외부 힘이 제거되었음에도 불구하고 물체가 원래 모양으로 돌아오지 않는 성질이다. 재료에 가해진 하중이 탄성 한계 이상이 되면 외력을 제거해도 원형으로 돌아가지 않는 영구변형을 소성변형이라고 한다.
③ 강도
강도는 재료에 하중을 가했을 때, 재료가 파단되기까지의 변형 저항이다.
- 항복강도(Yield Strength)
항복강도는 재료가 소성변형되기 전 견딜 수 있는 최대 저항이다. 다음 식과 같이 항복점 하중을 시편의 시험 전 단면적으로 나눈 값으로 표현 가능하다.
σ_(Y.P)=(W_(Y.P) (N))/A (mm^2 )
- 인장강도(Tensile Strength)
인장강도는 재료가 파단되기 전 견딜 수 있는 최대 저항이다. 다음 식과 같이 최대 하중을 시편의 시험 전 단면적으로 나눈 값으로 표현 가능하다.
σ_T=(W_max (N))/A (mm^2 )

참고 자료

박지현, 홍미영. (2022). 바이오플라스틱. KISTEP 브리프 28호.
강길선. (2020). 생분해성 PLA 고분자의 국내외 연구개발 현황. 한국화학연구원, 화학소재정보은행 심층보고서.
김도영, 이동윤. (2021). Poly(lactic acid) 기반 생분해성 복합소재의 연구동향. Polymer Science and Technology, Vol. 32, No. 2.
MechaniCalc. (2024.03.20). Mechanical Properties of Materials. https://mechanicalc.com/reference/mechanical-properties-of-materials.
LG케미토피아. (2021). https://blog.lgchem.com/2021/10/22_pla/
TOYOSEIKI. https://www.toyoseiki.co.jp/kr/products/kor-landing-strograph/
화학공학연구정보센터. https://www.cheric.org/files/research/analyzer/UTM.pdf
화학공학연구정보센터. Chapter 7. Mechanical Properties of Solids. https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e201302/e201302-701.pdf
한국고분자시험연구소. TRI-100-1: 인장강도. http://www.polymer.co.kr/upload/trizip/f75a6538ab854d58b8b50af54d00d9a0.pdf
한경대학교. 재료공학 인장시험. http://www.kocw.net/home/cview.do?lid=c7e21fb11e41adc2
R&D정보센터. (2021). 화이트바이오 산업 활성화 전략과 고기능성 화학소재 산업 실태분석. 지식산업정보원.