고성능 다층 PVC pipe의 물성

Physical Properties of High Performance Multilayered PVC Pipe

다층구조 고분자 재료의 비결정성 영역에서의 파괴 역학 변형과정을 통하여 ductile 및 brittle층을 동시에 함유하는 다층 구조 가공물을 이용하여 단층 구조물과의 물성을 비교, 조사하였다. 그 결과 거의 유사한 유리 전이온도($T_g$) 및 동일한 dimension에서 다층 구조물의 충격강도가 단일층 구조물보다 현격히 높게 나타났으며, toughness는 약 2배 이상 향상됨을 알 수 있었다. 이것은 ductile층과 brittle층의 두께 비에는 임계값이 있으며, 그 이하에서는 brittle한 재료이더라도 ductile하게 나타날 수 있다는 toughening 원리가 본 실험의 측정 속도 영역 및 온도 범위에서 적용되고 있음을 의미한다. 또한 고속 균열이 진행하는 경우의 운동 응력(kinetic stress wave) 효과를 해석하기 위하여 충격파동 중첩의 원리(superposition principle of impact pulse)를 도입하였다. 그 결과 다층 구조물의 최종 toughness 향상은 ductile/brittle 비율의 최적설계에 있음을 알 수 있었다.

A multilayer-structure material containing ductile and brittle layer simultaneously was examined and compared with a single layer material using fracture mechanical properties. We found that impact strength of multilayer structure material was considerably higher than single layer's and toughness was enhanced by about two times or higher in similar glass transition temperature($T_g$) region and the same dimension. The superposition principle of impact pulse was used for interpretation of kinetic stress wave as a high-velocity crack proceeds in the plastic. It was understood that the optimum condition of ductile/brittle thickness ratio could be designed in the final toughness enhancement of multilayer.