[A+ 결과보고서] 인장강도측정 실험

소개

부산대학교 3학년 1학기 화공생명공학실험 결과보고서입니다.

제 스토어에 1학년부터 3학년까지 했던 모든 실험 보고서를 게시해놓았습니다.
실험 과목 모두 A+ 받았으니 믿고 구매하셔도 됩니다 :)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
가) 바이오플라스틱
나) 고분자의 기계적 물성
다) S-S curve
라) UTM 평가방법

3. 실험 기구 및 시료
가) 실험 기구
나) 시료

4. 실험 방법
가) 시편 준비
나) 기기 설정
다) 인장시험
라) 주의사항

5. 실험 결과
가) PBAT10/PLA90
나) PBAT30/PLA70
다) PBAT100, PLA100과 비교

6. 결론 및 고찰
가) 결론
① S-S curve 그래프
② 기계적 물성
- 탄성계수
- 항복강도, 인장강도
- 인성
- 연신율, 소요시간
나) 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 )

참고자료

· 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.