고분자의 물성 중에 대표적인 열적 특성은 유리전이온도(Tg)와 녹는점(Tm)이다. 그 중 유리전이온도는 액체 또는 고체상태의 고분자가 유리상태와 같이 변화되는 온도를 의미한다. 점도, 열용량, 열팽창과 같은 고분자의 물성에 따라 이 상태는 특징적으로 나타난다. 고분자의 유리전이온도는 DSC를 이용하여 쉽게 측정이 가능하다. ISO1135762를 보면 DSC를 이용한 유리전이온도를 측정하는 실험방법이 자세히 설명되어있다.

실험샘플

실험장비

실험조건

- Temperature Range : Amb. ~300℃
- Heating Rate: 10℃/min
- Atmosphere : N2 gas
- Sample Crucible : 100ul Aluminum pan
- Sample mass : 25mg

실험결과

다양한 고분자 샘플들의 측정결과 유리전이온도는 열용량을 나타내는 DSC곡선의 baseline과 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 아래의 그래프에서 확인할 수 있듯이 유리전이온도가 낮은 경우 낮은 baseline에서 측정이 되며, 유리전이온도가 높은 경우 높은 baseline에서 측정이 되는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 통하여 유리전이온도가 높을수록 상대적으로 열용량값도 높게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.
또한 유리전이온도는 고분자의 종류에 따라 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 고분자 샘플 중 Polyether sulfone(PES)의 경우 가장 높은 온도인 226℃에서 나타났으며, Polyvinyl chloride(PVC)의 경우 가장 낮은 온도인 88℃에서 나타났다.

Polyether sulfone(PES)

Polystyrene

Polyvinyl Chloride(PVC)

Poly Styrene/AcryloNitrile

Polyetheretherketone (PEEK)