플러버 (물질)
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1. 개요
플러버는 폴리비닐 알코올 가닥이 붕산염 분자에 의해 함께 유지되는 중합체 네트워크로 구성된 물질이다. 붕산 에스터의 형성으로 PVA 사슬이 가교 결합되며, 약한 수소 결합으로 개별 중합체 사슬이 결합된다. 플러버는 낮은 힘에서는 흐르지만, 높은 응력과 압력에서는 파괴되는 비뉴턴 유체이며, 맥스웰 유체, 점소성 또는 젤라틴으로 설명될 수 있다.
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점탄성은 탄성체와 점성체의 중간 성질로, 힘을 가해 변형시킨 후 응력을 유지하면 변형률이 점차 증가하는 현상이며 점도에 의존하고 시간에 따른 변형률 속도 의존성을 가진다.
| 플러버 (물질) | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 고분자 물질 |
| 발견자 | 필립 브레인 |
| 발명 연도 | 1952년 |
| 색상 | 다양함 (투명, 형광색 등) |
| 물리적 성질 | |
| 밀도 | 가변적 |
| 탄성 | 높음 |
| 점성 | 높음 |
| 굴절률 | 가변적 |
| 전기 전도도 | 낮음 (절연체) |
| 화학적 성질 | |
| 주성분 | 폴리비닐 알코올 (PVA) 붕사 (테트라붕산 나트륨) |
| 가교제 | 붕사 |
| 용해도 | 물에 용해 (PVA), 붕사는 제한적 용해 |
| 안정성 | 온도, 습도에 민감 |
| 제작 | |
| 재료 | 폴리비닐 알코올 용액 붕사 용액 물 선택적 첨가제 (색소, 향료 등) |
| 제작 과정 | |
| 활용 | |
| 용도 | 장난감 실험 도구 스트레스 해소 용품 특수 효과 (영화, 연극) |
| 안전성 | 무독성 (일반적으로) 삼키지 않도록 주의 피부 자극 가능성 존재 |
| 기타 정보 | |
| 관련 용어 | 슬라임 고분자 비뉴턴 유체 |
| 주의사항 | 보관 시 밀폐 용기 사용 직사광선 피하기 고온 환경 피하기 |
2. 화학 반응
겔화 과정은 PVA 사슬을 가교하는 붕산 에스터의 형성을 수반한다.[2] 붕산 에스터는 수산기와 B-OH 기의 축합 반응에 의해 쉽게 형성된다.[3]
개별 중합체 사슬은 약한 수소 결합에 의해 함께 결합된다. 결과적인 중합체 네트워크는 붕산염 분자에 의해 나란히 함께 유지되는 폴리비닐 알코올 가닥으로 구성된다. 이 가교 결합은 슬라임이 쉽게 흐르고 분리되기 때문에 약하다는 것이 분명하다. 그러나 이 가교 결합이 약함에도 불구하고, 결과적인 중합체의 특성을 변화시킨다.[4]
2. 1. 붕산 에스터 형성
겔화 과정은 PVA 사슬을 가교하는 붕산 에스터의 형성을 수반한다.[2] 붕산 에스터는 수산기와 B-OH 기의 축합 반응에 의해 쉽게 형성된다.[3]개별 중합체 사슬은 약한 수소 결합에 의해 함께 결합된다. 결과적인 중합체 네트워크는 붕산염 분자에 의해 나란히 함께 유지되는 폴리비닐 알코올 가닥으로 구성된다. 이 가교 결합은 슬라임이 쉽게 흐르고 분리되기 때문에 약하다는 것이 분명하다. 그러나 이 가교 결합이 약함에도 불구하고, 결과적인 중합체의 특성을 변화시킨다.[4]
2. 2. 수소 결합
2. 3. 가교 결합
겔화 과정은 PVA 사슬을 가교하는 붕산 에스터의 형성을 수반한다.[2] 붕산 에스터는 수산기와 B-OH 기의 축합 반응에 의해 쉽게 형성된다.[3] 개별 중합체 사슬은 약한 수소 결합에 의해 함께 결합된다. 결과적인 중합체 네트워크는 붕산염 분자에 의해 나란히 함께 유지되는 폴리비닐 알코올 가닥으로 구성된다. 이 가교 결합은 슬라임이 쉽게 흐르고 분리되기 때문에 약하다는 것이 분명하다. 그러나 이 가교 결합이 약함에도 불구하고, 결과적인 중합체의 특성을 변화시킨다.[4]3. 속성
플러버는 적은 힘에서는 흘러내리지만, 높은 응력과 압력에서는 파괴되는 비뉴턴 유체이다. 이러한 유체와 고체와 같은 특성의 조합은 플러버를 맥스웰 유체로 만든다. 플러버의 거동은 점소성 또는 젤라틴으로도 설명될 수 있다.
3. 1. 비뉴턴 유체
플러버는 적은 힘에서는 흘러내리지만, 높은 응력과 압력에서는 파괴되는 비뉴턴 유체이다. 이러한 유체와 고체와 같은 특성의 조합은 플러버를 맥스웰 유체로 만든다. 플러버의 거동은 점소성 또는 젤라틴으로도 설명될 수 있다.3. 2. 맥스웰 유체
3. 3. 점소성/젤라틴
플러버는 적은 힘에서는 흘러내리는 비뉴턴 유체이지만 더 센 힘과 압력에서는 부서진다. 이러한 액체와 같고 고체와 같은 속성의 결합은 플러버를 맥스웰 고체가 되게 한다. 젤리같고 점소성이 있는 것으로 기술되기도 한다.참조
[1]
웹사이트
Polyvinyl Alcohol Slime - Gelfand Center - Carnegie Mellon University
http://www.cmu.edu/g[...]
2022-11-01
[2]
논문
The Gelation of Polyvinyl Alcohol with Borax
1986-01
[3]
논문
Thermally stable solid polymer electrolyte containing borate ester groups for lithium secondary battery
2002-12
[4]
웹사이트
Polyvinyl Alcohol Slime - Gelfand Center - Carnegie Mellon University
http://www.cmu.edu/g[...]
2022-11-01
[5]
서적
Wacky Science: A Cookbook for Elementary Teachers
https://archive.org/[...]
Kendall Hunt
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