This thesis was studied about compatibilization of Polycarbobnate (PC)/Polystyrene (PS) blend. Two kinds of compatibilization methods for the immiscible PC/PS blend were suggested and investigated the effect of compatibilization. First part of thesis is devoted to the reactive compatibilization using reactive components. Anhydride terminated PC (PC-anh) was prepared from the polymerization by a conventional condensation polymerization reactor with vacuum. The formation of PC-anh was examined by FT-IR and NMR technique. On the other hand, oxazoline containing PS (RPS) in the PS phase was chosen as a counterpart functional group. Torque observation and FT-IR spectroscopy confirm that the reaction between PC-anh and RPS occurs. These reactive components were introduced when PC/PS was blended as a reactive compatibilizer. Fine morphologies were successively observed with addition of these components. Izod impact strength, tensile strength and elongation enhanced accordingly as the reactive components increased. Rheological properties were also measured. At the low frequency, plateau moduli increased with increasing amount of reactive components. Interfacial tension was predicted using by Palierne emulsion model. Predicted interfacial tension value was lowered with increasing amount of reactive components.
The second part of the thesis is concerning a new compatibilizer for PC/PS blend. The PBT/RPS graft copolymer was prepared through melt blending in order to test the compatibilizing capability in PC/PS blend. FT-IR analysis revealed the formation of such graft copolymer. Very fine morphologies were observed with the increasing amount of this compatibilizer. Izod impact strength was also improved with addition of this compatibilizer. Rheological properties were measured for these blends. At around 1 rad/sec frequency, pronounced elasticity appeared with addition of compatibilizer. Interfacial tension for these blends was predicted by using Palierne emulsion model. As amount of this compatibilizer increased, the predicted interfacial tension was lowered. Therefore, PBT/RPS graft copolymer performed as a compatibilizer in the PC/PS blend.
폴리카보네이트 (PC)/ 폴리스티렌 (PS) 블렌드는 비상용계 고분자 블렌드로 유용한 재료로서 사용되기 위해서는 상용화가 필수적이다. 본 연구에서는 PC/PS 블렌드의 상용화를 위하여 두가지 종류의 상용화 방법을 도입하였고 상용화 효과에 대하여 실험하였다.
처음 부분은 반응성기를 가지는 성분을 도입하여 PC/PS 블렌드를 상용화하는 반응 상용화에 대한 연구이다. PC상의 반응성기를 가지는 성분 (Reactive components) 으로 말단기에 산무수기 (Anhydride terminated)로 치환된 PC (PC-anh)를 합성하였다. PC-anh의 합성은 적외선 분광분석기 (FT-IR)과 핵자기 공명분석 (NMR)를 이용하여 확인하였다. 한편 대응되는 PS상의 반응 성분으로는 옥사졸린기를 가지는 PS (RPS)가 사용되었다. PC-anh와 RPS와의 반응은 Haake 믹서에서의 토크 변화와 이들 블렌드의 IR 스펙트럼을 관찰하여 확인하였다. 이들 반응 성분들을 PC/PS를 블렌드할때 반응 상용화제로 첨가하였다. 이들 성분을 첨가함에 따라 블렌드의 모폴로지가 미세하게 변하였음을 확인하였다. 반응성분을 첨가에 따른 블렌드의 충격강도가 증가하였다. 또한 반응성분의 첨가에 따른 유변학적인 물성의 변화도 관찰되었다. 반응 성분의 첨가에 따라 낮은 frequency에서 탄성 (Storage modulus, G'')이 증가하였으며 이는 반응 성분의 첨가에 의하여 분산상이 미세해지고 이로 인한 계면 면적의 증가에 기인한 것으로 해석되어 진다. Palierne emulsion model를 사용하여 계면장력을 계산하였다. PC/PS 블렌드의 경우는 1 dyne/cm정도였으며 이들 반응 성분의 첨가량이 증가함에 따라 계면 장력은 감소하였다.
본 논문의 두 번째 부분은 PC/PS 블렌드의 새로운 상용화제의 도입에 관한 연구이다. 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) /RPS 그라프트 공중합체를 용융 블렌드에서 제조하였으며 이를 PC/PS 블렌드의 상용화제로서 적용 실험하였다. FT-IR 과 투과 전자 현미경 (TEM) 분석으로 PBT/RPS 그라프트 공중합체의 생성을 확인하였다. PC/PS/compatibilizer 블렌드를 용매로 추출하여 FT-IR 분석한 결과 PC, PBT및 RPS의 세가지 성분의 특성 피크를 확인할 수 있었다. 이것은 상용화제로 첨가된 PBT/RPS 그라프트 공중합체가 용융 상태에서 PC와 에스테르 교환 반응을 하였다는 것을 의미한다 하겠다. 그리고 이렇게 형성된 공중합체는 PC/PS 블렌드의 상용화제로 작용할수 있을 것으로 판단된다. 그라프트 공중합체가 상용화제로서 첨가된 블렌드의 모폴로지는 이들이 첨가되지 않는 경우 대비하여 상당히 미세하여 졌다. 충격강도, 인장강도 및 신율은 이들 공중합체의 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보였다. 이들 블렌드에 대하여 유변학적인 물성이 관찰되었다. 상용화제가 첨가된 블렌드에서는 1 rad/sec정도의 낮은 frequency에서 탄성이 증가하는 것을 보였다. Palierne 모델을 이용하여 계면 장력을 계산하였으며 상용화제의 첨가량이 증가함에 따라 계면 장력이 낮아졌다. 그러므로 용융상에서 제조된 PBT/RPS 그라프트 공중합체는 PC/PS 블렌드의 상용화제로 작용할 수 있음을 알 수 있다.