Effects of blend composition and temperature on the rheological properties of PVA/PAN blend solutions in DMSO

Abstract

Polyvinylalcohol (PVA)과 polyacrylonitrile (PAN)을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 일정한 용해조건하에서 녹인 후 얻어진 극성고분자 blend 용액의 유변학적 특성을 온도와 PVA/PAN의 blend비의 관점에서 고찰하였다. 희박용액으로부터 얻어진 고유점도 (intrinsic viscosity)는 온도의 증가에 따라 점점 감소하는 경향을 나타냈다. 모든 용액이 측정온도가 증가할 수록 고유점도가 감소하였다. 반면에, 12 wt%의 blend 용액의 경우 30 . 120 ℃ 사이의 측정 온도 구간에서 온도가 증가함에 따라 동적점도 (dynamic viscosity)와 항복응력 (yield stress)가 증가하는 특이한 거동을 나타냈으며 이러한 현상은 30 ℃와 60 ℃ 사이에서 가장 두드러지게 나타났다. 특히, 이 blend 용액은 낮은 전단속도 하에서 점도가 시간의 증가와 더불어 증가하였는데 이 현상은 blend내의 PVA의 함량이 높아질수록 더 뚜렷하게 나타났다. 일반적으로 blend 내의 PVA 함량이 높을수록 측정온도가 높을수록 더 낮은 loss tangent 값을 나타내었다. 또한, 순수 PVA와 PAN용액은 frequency에 따라 측정온도에 관계 없이 일정한 값의 완화시간을 나타냈으나 두 고분자의 blend용액의 경우에는 완화시간이 측정온도의 영향을 받아 data의 scattering이 관찰되었다.; Polyvinyl alcohol (PVA) and poly acrylonitrile (PAN) were dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) under controlled dissolving conditions to obtain reproducible rheological properties. The rheological properties of the solutions were investigated in terms of temperature and blending ratio of the two polymers. Intrinsic viscosity was decreased with increasing temperature. Over the temperature range of 30 and 120 ℃ the dynamic viscosity and the yield stress of 12 wt% solutions were increased with increasing temperature, which was mostly pronounced between 30 and 60 ℃. At low shear rate the solutions show an increase of viscosity with measurement time, which was more noticeable as the content of PVA in the blend was increased. In general, the lower values of loss tangent were obtained at higher temperature and at higher PVA content in the blends. In addition, both pure PVA and pure PAN solutions gave a measuring temperature-independent master curve on the logarithmic plot of relaxation time versus shear rate. On the other hand, the blend solutions exhibited scattering of relaxation times with measuring temperature over the range of temperatures 30 and 120 ℃.