PHYSICAL PROPERTIES OF POLYMERS
สาขาวิชาวิศวกรรมพอลิเมอร ์
สานักวิชาวิศวกรรมศาสตร ์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
PHYSICAL PROPERTIES OF POLYMERS
1. Type of polymers (ชนิ ดของพอลิเมอร ์)
1.1 amorphous (พอลิเมอร ์อสัณฐาน)
่
1.2 semi-crystalline polymers (พอลิเมอร ์กึงผลึ
ก)
2. Thermal properties (สมบัตท
ิ างความร ้อน)
2.1 Phase transformation (Tg, Tc, and Tm)
2.2 Deflection Temperature Under Load (DTUL)
3. Mechanical properties (สมบัตเิ ชิงกล)
3.1 stress-strain behavior
3.2 failure
1. TYPE OF POLYMERS
TYPE OF POLYMERS
1.1 AMORPHOUS POLYMERS (พอลิเมอร ์อสัณฐาน)
EX POLYSTYRENE (PS)
POLY(METHYL METHACRYLATE) (PMMA)
POLYBUTADIENE (PB)
่ ผลึก]
1.2 (SEMI) - CRYSTALLINE POLYMERS [พอลิเมอร ์ (กึง)
EX HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE)
LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE)
POLYPROPYLENE (PP)
POLY(ETHYLENE TEREPTHALATE) (PET)
POLYHEXAMETHYLENE ADIPAMIDE (PA6,6 or NYLON 6,6)
AMORPHOUS POLYMERS
และ (SEMI) - CRYSTALLINE POLYMERS
ต่ างกันในเรื่ องใด
• ลักษณะโครงสร้ างการจัดเรียงตัวของโมเลกุล
• การเปลีย่ นแปลงเฟส
• สมบัติเชิงกล
1.1 AMORPHOUS POLYMERS
(พอลิเมอรอ
์ สัณฐาน)
โมเลกุลมีการจัด
เรียงตัวอย่าง
ไม่เป็ นระเบียบ
1.2 SEMI-CRYSTALLINE POLYMERS
่
(พอลิเมอร ์กึงผลึ
ก)
Fringed-micelle model of a
semicrystalline polymer, showing
both crystalline and amorphous
regions.
โมเลกุลมีการจัดเรียงโดย
ส่วนหนึ่ งเรียงตัวอย่างไม่เป็ นระเบียบ
(amorphous region)
และบางส่วนจัดเรียงอย่างเป็ นระเบียบ
(crystalline region)
A transmission photomicrograph (using cross-polarized light)
showing the spherulite structure of polyethylene. Within each
spherulite appears a Maltese cross. 525x
DEGREE OF CRYSTALLINITY
(ปริมาณผลึก)
% crystallinity =
rc (rs - ra)
rs (rc - ra)
x 100
rs : density of a specimen
ra : density of the totally amorphous polymer
rc : density of the perfectly crystalline polymer
โจทย ์ตัวอย่าง
จากข้อมู ลของพอลิเตตระฟลูโอโรเอธิลน
ี (PTFE) 2 ตัวข้างล่างนี ้
ความหนาแน่ น (g/cm3)
ปริมาณผลึก (%)
2.144
51.3
2.215
74.2
่ นอสัณฐาน 100 % และเป็ นผลึก 100 %
จงคานวณหาความหนาแน่ นของ PTFE ทีเป็
% crystallinity =
51.3 =
74.2 =
rc (rs - ra)
rs (rc - ra)
rc (2.144 - ra)
x 100
x 100
(1)
x 100
(2)
(rc - ra)
rc (2.215 - ra)
2.144
2.215
แก้สมการที่ (1) และ (2) จะได้ ra เท่าก ับ
(rc - ra)
2.000 g/cm3
rc เท่าก ับ 2.301 g/cm3
2. Thermal Properties
(สมบัตท
ิ างความร ้อน)
PHASE TRANSFORMATION OF
AMORPHOUS AND SEMICRYSTALLINE POLYMERS
Tm, Tg คืออะไร
PHASE TRANSFORMATION OF
AMORPHOUS AND SEMI-CRYSTALLINE
POLYMERS
• ทีอ่ ุณหภูมหิ ้ องทาไมพลาสติกบางชนิด(PS, PMMA) มี
ลักษณะคล้ ายแก้ ว และบางชนิด (natural rubber)มี
ลักษณะยืดหยุ่นคล้ ายยาง ????
• ทาไมพลาสติกบางชนิด(PE)ใช้ งานทีอ่ ุณหภูมหิ ้ องได้ ดี
แต่ พอเอาไปใส่ ในตู้เย็นทีเ่ ย็นจัด(T<-20oC)จึงเปราะและ
แตกง่ าย????
2.1 PHASE TRANSFORMATION OF
AMORPHOUS AND SEMI-CRYSTALLINE POLYMERS
Tg: glass transition temperature
Tm: melting temperature
A: Amorphous polymers
T < Tg --> glass
T > Tg --> rubbery / liquid melt
B: Semi-crystalline polymers
Rubbery
T < Tg --> semi-crystalline solid
Tg<T<Tm--> rubbery
T > Tm --> liquid melt
C: Crystalline polymers
T < Tm --> crystals
T > Tm --> liquid melt
GLASS TRANSITION TEMPERATURE ( Tg )
อุณหภูมิทรานสิชนั แก้ว
พบในส่วนอสัณฐาน คือ อุณหภูมิที่
พอลิเมอร์เกิดการเปลี่ยนสถานะจาก
ของแข็งคล้ายแก้วเป็ นของยืดหยุ่นคล้ายยาง
MELTING TEMPERATURE ( Tm )
อุณหภูมิหลอม
พบในส่วนผลึก คือ อุณหภูมิที่
พอลิเมอร์เกิดการเปลี่ยนสถานะจากของแข็ง
(หรือยืดหยุ่นคล้ายยาง) เป็ นของเหลว
PHASE TRANSFORMATION OF
AMORPHOUS AND SEMI-CRYSTALLINE POLYMERS
• ทีอ่ ุณหภูมหิ ้ อง ทาไมพลาสติกบางชนิดมีลกั ษณะคล้ าย
แก้ ว และบางชนิดมีลกั ษณะยืดหยุ่นคล้ ายยาง ????
ถ้ า Tg > Troom พลาสติกจะมีลกั ษณะคล้ ายแก้ ว
ถ้ า Tg < Troom พลาสติกจะมีลกั ษณะคล้ ายยาง
Melting and Glass Transition Temperatures
for Common Polymeric Materials
Polymers
Tg (0C)
Tm (0C)
High Density Polyethylene (HDPE)
-90
137
Low Density Polyethylene (LDPE)
-110
115
Polypropylene (PP)
-18
175
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
-97
327
Polyvinyl chloride (PVC)
87
212
Polystyrene (PS)
100
-
Polycarbonate (PC)
150
265
57
265
Nylon 6,6
FACTORS THAT INFLUENCE
MELTING TEMPERATURE (Tm)
1. molecular chemistry and structure
- double bonds / aromatic groups --> increase Tm
- size of side groups e.g. bulky side groups --> increase Tm
- type of side groups e.g. polar (Cl, OH, and CN) --> increase Tm
2. molecular weight (MW)
- at relatively low MW, increase MW --> increase Tm
3. degree of branching
- branches --> decrease Tm
่ ผลต่ออุณหภู มห
ิ ลอม (Tm)
ปั จจัยทีมี
1. โครงสร ้างและเคมีของโมเลกุล
่ Tm
- พันธะคู ่ / หมู ่อะโรเมติก --> เพิม
่ Tm
- หมู ่ขา้ งเคียงขนาดใหญ่ --> เพิม
่ Tm
- หมู ่ขา้ งเคียงมีขว้ั เช่น Cl, OH, and CN --> เพิม
2. น้ าหนักโมเลกุล
่ ถ้าเพิมน
่ ้ าหนักโมเลกุล
- ในช่วงน้ าหนักโมเลกุลตา
่ Tm
--> เพิม
่ านสาขา
3. ปริมาณกิงก้
่ านสาขามาก --> ลด Tm
- กิงก้
่ ตอ
ตวั อย่างปั จจัยทีมี
่ อุณหภู มห
ิ ลอม
Polymers
HDPE
LDPE
PVC
Chemical
Chain
structure
structure
[CH2 - CH2]
[CH2 - CH]
Cl
137
n
[CH2 - CH2]
n
Tm (0C)
115
n
มีขว้ั
212
ปัจจัยทีม่ ีต่ออุณหภูมิทรานสิ ชันแก้ ว
สายโซ่ โมเลกุลเคลื่อนไหวได้ ยากง่ ายอย่ างไร?
ถ้ าเคลื่อนไหวได้ ง่าย
ถ้ าเคลื่อนไหวได้ ยาก
Tg จะตา่
Tg จะสู ง
FACTORS THAT INFLUENCE
GLASS TRANSITION TEMPERATURE (Tg)
1. molecular chemistry and structure
- double bonds / aromatic groups --> increase Tg
- size of side groups e.g. bulky side groups --> increase Tg
- type of side groups e.g. polar (Cl, OH, and CN) --> increase Tg
2. molecular weight (MW)
- at relatively low MW, increase MW --> increase Tg
3. degree of branching
- small amount of branching --> decrease Tg
- high density of branches --> increase Tg
4. degree of cross-linking
- high density of cross-links --> increase Tg
่ ผลต่ออุณหภู มท
ปั จจัยทีมี
ิ รานสิช ันแก้ว (Tg)
1. โครงสร ้างและเคมีของโมเลกุล
่ Tg
- พันธะคู ่ / หมู ่อะโรเมติก --> เพิม
่ Tg
- หมู ่ขา้ งเคียงขนาดใหญ่ --> เพิม
่ Tg
- หมู ่ขา้ งเคียงมีขว้ั เช่น Cl, OH, and CN --> เพิม
2. น้ าหนักโมเลกุล
่ ถ้าเพิมนน.โมเลกุ
่
่ Tg
- ในช่วงนน.โมเลกุลตา
ล --> เพิม
่ านสาขา
3. ปริมาณกิงก้
่ านสาขามาก --> เพิม
่ Tg
- กิงก้
4. ปริมาณโครงสร ้างร่างแห
่ Tg
- โครงสร ้างร่างแหมาก --> เพิม
่ ตอ
ตัวอย่างปั จจัยทีมี
่ อุณหภู มท
ิ รานสิช ันแก้ว
Polymers
Tg (0C)
Chemical
structure
PE
[CH2 - CH2]
n
PP
[CH2 - CH]
n
CH3
PS
[CH2 - CH]
-120
-18
bulky
+100
n
bulky
2.2 DEFLECTION TEMPERATURE UNDER LOAD (DTUL)
or HEAT DEFLECTION (DISTORTION) TEMPERATURE (HDT)
weight
thermometer
weight
polymer
sample
thermometer
polymer
sample
= อุณหภูมิทแี่ ท่ งทดสอบเบี่ยงไป 0.25 mm เมื่อให้ น้าหนัก
กด 455 kPa (66 psi) หรื อ 1820 kPa (264 psi) ที่อตั ราการ
o
ให้ ความร้ อน 2+ 0.2 C/min
ต ัวอย่างค่า DTUL ของพอลิเมอร ์
Polymers
Tensile
Tensile
strength modulus
(103 psi) (105 psi)
Impact
strength
Izod
(ft-lb/in)
Max. use
temp,oC
(no load)
DTUL
at
66 psi
DTUL
at
264 psi
Thermoplastics
PC
9
3.45
12-16
121
132-143 129-140
PET
10.4
0.8
80
115
85
HDPE
2.9-5.4
0.4-14
79-121
60-88
43-54
LDPE
0.9-2.5
0.2-0.27
82-100
38-49
32-40
PP (GP)
4.5-6.0 1.6-3.0
0.4-1.2
107-148
93 -110 52-60
PS (GP)
6.07-7.3
4.5
0.3
65-77
82-104
PVC (Rigid)
5-8
3-5
0.5-20
65-79
57-82
54-79
PVC (Flexible)
1.4
0.5-20
60-79
Thermosets
Epoxy(No filler)
4-13
2.15-5.2
0.2-1.0
121-260
46-260
Epoxy(Glass filled) 10-30
30
10-30
149-260
121-260
Melamines(Glass filled) 5-10
24
0.6-18
149-204
204
Phenolics(Glass filled) 5-18
19-33
0.3-18
177-288
148-315
P.L.Mangonon, The Principles of Materials Selection for Engineering Design, Prentice- Hall, Upper Saddle River, 1999
POLYMERS
DTUL@66 psi
DTUL@264psi
(oC)
(oC)
HDPE
60 - 88
43 - 54
PP (GP)
93 - 110
52 - 60
THERMOPLASTICS
THERMOSETS
-
EPOXY(glass filled)
MELAMINE(glass filled)
-
121 - 260
204
Polymers
Tg (0C)
Tm (0C)
1) High Density Polyethylene (HDPE)
-90
137
2) Polymethyl methacrylate (PMMA)
120
-
QUIZ 5
พอลิเมอร์ชนิดใดแสดงลักษณะยืดหยุ่นที่อณ
ุ หภูมิห้อง
QUIZ 6
พอลิเมอร์ชนิดใดแสดงลักษณะคล้ายแก้วที่อณ
ุ หภูมิห้อง
3. Mechanical Properties
(สมบัตเิ ชิงกล)
stress
= ความเค้น
strain
= ความเครียด
tension
= การดึง
shear
= การเฉื อน
compression = การกดอ ัด
modulus
= มอดุลส
ั
strength
= ความแข็งแรง
plastic deformation = การเสียรู ปพลาสติก
MECHANICAL PROPERTIES OF POLYMERS
Concepts of stress and strain
1. Tension tests (การทดสอบแบบดึง)
Engineering stress
F
s =
A0
Engineering strain
e =
li - l0
l0
F : instantaneous force
=
l0 : original length
l0
(N or lbf)
A0 : original cross-section (m2 or in2)
li : instantaneous length
l
2. Compression tests (การทดสอบแบบกดอ ัด)
Engineering stress
s =
F
A0
Engineering strain
e =
li - l0
l0
=
Note: F is taken to be negative
li < l0
l
l0
3. Shear tests (การทดสอบเฉื อน)
Engineering stress
t =
F//
A0
Engineering strain
g = tan q
F// : instantaneous force // (N or lbf)
A0 : surface area (m2 or in2)
STRESS - STRAIN BEHAVIOR:
LINEAR ELASTIC DEFORMATION
Tension
s = Ee
Hooke’s law
E : modulus of elasticity or
Young’s modulus (GPa or psi)
Stress-strain diagram showing linear elastic
deformation for loading and unloading cycles.
STRESS - STRAIN BEHAVIOR:
LINEAR ELASTIC DEFORMATION
Shear
Shear
Stress
Shear Modulus
t = Gg
G : shear modulus
Shear Strain
Stress-strain diagram showing linear elastic
deformation for loading and unloading cycles.
โจทย์ตัวอย่าง
แท่ งพอลิเอธิลนี ซึ่งมีความยาวเท่ ากับ 105 ม.ม. ถูกดึงตามแนวยาวด้ วยความเค้ น (stress) ขนาด
25 เมกกะปาสคาล (MPa) ถ้ าการดึงนีเ้ ป็ นแบบยืดหยุ่น (elastic) แท่ งพอลิเอธิลนี นี้
จะมีความยาวเป็ นเท่ าใดภายหลังการดึง
กาหนดให้ ค่ ายังก์ มอดุลสั (E) ของพอลิเอธิลนี มีค่าเท่ ากับ 1.08 จิกะปาสคาล (GPa)
s = Ee = E
l =
\
s l0
E
=
l
l0
(25 MPa)(105 mm)
= 2.43 mm
(1.08 x 103 MPa)
้
ภายหลังการดึง แท่งพอลิเอธิลน
ี นี จะมี
ความยาวเท่ากับ 105 + 2.43 = 107.43 mm
Room Temperature Elastic and Shear Moduli, and
Poisson’s Ratio for Various Materials
STRESS - STRAIN BEHAVIOR:
NON-LINEAR ELASTIC DEFORMATION
Tangent modulus: slope of
the s-e curve at some specified
level of stress
Secant modulus: slope of a
secant drawn from the origin
to some given point of
the s-e curve
Stress-strain diagram showing non-linear
elastic behavior
3.1 STRESS-STRAIN BEHAVIOR OF POLYMERS
A: brittle
Examples of Polymers
FIG 7.22
A: brittle
- PS
B: plastic
B: plastic
- PE
- PP
C: highly elastic
C: elastic
- Natural rubber (NR)
- PB
YIELD AND TENSILE STRENGTHS
OF PLASTIC POLYMER
Specimen
breaks
YIELD
Yield stress (sy)
Tensile strength (TS)
stress at which plastic deformation becomes
noticeable
(for polymer) stress at which the specimen breaks**
(in general) maximum stress on the engineering
stress-strain curve
YIELD AND TENSILE STRENGTHS
OF PLASTIC POLYMER
Specimen
breaks
YIELD
Yield stress (sy)
Tensile strength (TS)
่
ความเค้นทีพบการเสี
ยรู ปพลาสติก(plastic deformation)
่ นงานแตกหั
้
(สาหร ับพอลิเมอร ์) ความเค้นทีชิ
ก **
่
(ทัวไป)
ความเค้นสู งสุดบนกราฟ engineering
stress-strain
MACROSCOPIC DEFORMATION
necking
STAGES OF DEFORMATION
OF A SEMI-CRYSTALLINE POLYMER
่
Note: พบลักษณะคอดกิวภายใต้
การดึง เรียกว่า Necking
STAGES IN DEFORMATION OF A SEMICRYSTALLINE POLYMER
Before deformation
Elongation of
amorphous tie chains
Tilting of lamellar
chain folds
Separation of
crystalline block
segment
Orientation of
block segments
STRESS-STRAIN BEHAVIOR OF POLYMERS
่ ดขาด
ทีจุ
พฤติกรรม
ของ
พอลิเมอร ์
ค่ามอดุลส
ั
(modulus)
ความเค้น ความเครียด
(stress)
(strain)
BRITTLE
่
สู งมาก สู งมาก ตามาก
PLASTIC
สู ง
สู ง
สู ง
ELASTIC
่
ตา
่
ตา
สู งมาก
FACTORS THAT INFLUENCE THE MECHANICAL
PROPERTIES OF SEMI-CRYSTALLINE POLYMERS
1. Molecular Weight
For many polymers,
tensile strength,TS = TS oo
A
Mn
TSoo : tensile strength at infinite molecular weight
A
: constant
Mn
: number-averaged molecular weight
2. Degree of Crystallinity
Tensile modulus increases significantly with degree of
crystallinity.
3. Predeformation by Drawing (esp. in production of fibers and films)
Degree of strengthening and stiffening will depend on the
extent of deformation of the material. Tensile modulus and
strength values are significantly greater in the direction of
deformation than in other directions.
4. Heat Treating or Annealing
Annealing of semi-crystalline polymers leads to modifications in
crystallite size and perfection, as well as spherulite structure.
Tensile modulus and yield strength are normally increased upon
annealing.
่ ผลต่อสมบัตเิ ชิงกลของพอลิเมอร ์กึงผลึ
่
ปั จจัยทีมี
ก
1. น้ าหนักโมเลกุล
ความแข็งแรงดึง, TS = TS
oo
A
Mn
่ ้ าหนักโมเลกุลสู งมาก
TS : ความแข็งแรงดึงเมือน
oo
(infinite)
A
: ค่าคงที่ (constant)
Mn
่
: น้ าหนักโมเลกุลเฉลียโดยจ
านวน
่ ผลต่อสมบัตเิ ชิงกลของพอลิเมอร ์กึงผลึ
่
ปั จจัยทีมี
ก
2. ปริมาณผลึก
ปริมาณผลึกมาก --> ค่ามอดุลส
ั มาก
3. การดึงยืดก่อน(เช่น กระบวนการผลิตเส้นใย ฟิ ล ์ม)
ในแนวแรงดึงยืด --> ค่ามอดุลส
ั มาก
4. การให้ความร ้อนหรือการ Annealing
ให้ความร ้อนหรือการ Annealing --> ผลึกสมบู รณ์
่
--> ค่ามอดุลส
ั เพิม
Room-temperature Mechanical Properties (in Tension)
for Various Materials
สมบัตเิ ชิงกลทีอ่ ุณหภูมหิ ้ อง (การทดสอบแบบดึง) ของวัสดุต่าง ๆ
Materials
Polymers
Polycarbonate (PC)
Polyvinyl chloride (PVC)
Polystyrene (PS)
Polypropylene (PP)
High-density polyethylene (HDPE)
Low-density polyethylene (LDPE)
Metal Alloys
Titanium
Steel (1020)
Aluminum
Ceramic Materials
Zerconia (ZrO2)
Silicon carbide (SiC)
Glass-ceramic (Pyroceram)
Yield strength
(MPa)
Tensile strength
(MPa)
Ductility, %EL
(in 50 mm)
62.1
40.7 - 44.8
31.0 - 37.2
26.2 - 33.1
9.0 -14.5
62.8 - 72.4
40.7 - 51.7
35.9 - 51.7
31.0 - 41.4
22.1 - 31.0
8.3 - 31.4
110 - 150
40 - 80
1.2 - 2.5
100 - 600
10 - 1200
100 - 650
565
180
35
655
380
90
35
25
40
-
800 - 1500
100 - 820
247
-
3.2 FAILURE OF ENGINEERING MATERIALS
(การวิบต
ั ข
ิ องวัสดุวศ
ิ วกรรม)
Why study failure?
To minimize the possibility of failure of materials.
Mode of failure
1. Fracture (การแตกหัก)**
2. Fatigue (ความล้า)
3. Creep (การคืบ)
FRACTURE OF POLYMERS
Modes of Fracture
Based on the ability of a material to experience plastic deformation,
1. Brittle fracture: little or no plastic deformation with low energy
absorption accompanying a brittle fracture.
2. Ductile fracture: substantial plastic deformation with high energy
absorption before fracture.
Ductility is a measure of the degree of plastic
deformation that has been sustained at fracture.
It can be expressed as either
percent elongation (%EL)
or percent reduction in area (%RA).
FRACTURE OF POLYMERS
Modes of Fracture (ประเภทของการแตกหัก)
พิจารณาจากความสามารถของว ัสดุวา
่ จะเกิดการเสียรู ปพลาสติกหรือไม่
1. Brittle fracture (แบบเปราะ): ไม่มก
ี ารเสียรู ปพลาสติกหรือมีเพียงเล็กน้อย และ
่ อย)
ดู ดซ ับพลังงานเพียงเล็กน้อย (พท.ใต้กราฟทีน้
2. Ductile fracture (แบบเหนี ยว) : มีการเสียรู ปพลาสติก และ
่
ดู ดซ ับพลังงานมาก (ดู จากพท.ใต้กราฟทีมาก)
Ductility is a measure of the degree of plastic
deformation that has been sustained at fracture.
It can be expressed as either
percent elongation (%EL)
or percent reduction in area (%RA).
DUCTILITY
percent elongation (%EL) =
lf - l0
x 100
l0
lf: fracture length
l0: original guage length
percent reduction in area (%RA) =
A0 - Af
x 100
A0
Af: cross-sectional area at the point of fracture
A0: original cross-sectional area
FACTORS THAT FAVOR BRITTLE FRACTURE
Generally,
thermosetting polymers
brittle fracture
thermoplastic polymers
both ductile and brittle fracture
1. Lower temperature
2. Increase in strain rate
3. The presence of a sharp notch, increased specimen thickness
4. A modification of polymer structure (chemical, molecular, and/or
microstructural)
่ อต่
้ อการแตกหักแบบเปราะ
ปั จจัยทีเอื
่
โดยทัวไป
พอลิเมอร ์ประเภทเทอร ์โมเซต --> แตกหักแบบเปราะ
้
พอลิเมอร ์ประเภท เทอร ์โมพลาสติก --> แตกหักทังแบบเปราะและเหนี
ยว
่
1. อุณหภู มต
ิ า
2. อ ัตราการดึงสู ง
้
้
่
3. การมีรอยบากบนชินงาน
หรือชินงานที
หนา
4. การปร ับปรุงโครงสร ้างพอลิเมอร ์
Lower temperature
brittle
Increase temperature
ductile
PMMA
CRAZING
(การราน)
A phenomenon that frequently precedes fracture in some glassy
thermoplastics. Associated with crazes are regions of very
localized yielding, which lead to the formation of small and
interconnected microvoids.
A craze showing microvoids
and fibrillar bridges
A craze followed by a crack
Crazes form at highly stressed regions
associated with scratches, flaws, and
molecular inhomogeneities;in addition,
they propagate perpendicular to the
applied tensile stress, and typically
are 5 micron or less thick.
Photograph of a craze in
polyphenylene oxide.
IMPACT FRACTURE TESTING
Fracture energy = mg(h-h’)
(Impact energy)
m: mass of a pendulum
Charpy
h: initial height before released
h’: height at end of swing
Impact strength =
impact energy
Izod
A
A: ligament area (Charpy)
: specimen width (Izod)
(a) Specimen used for Charpy and
Izod impact tests.
(b) A schematic drawing of an
impact testing apparatus.
IMPACT FRACTURE TESTING (การทดสอบแรงกระแทก)
Charpy
Izod
Room-Temperature Yield Strength and Plane Strain
Fracture Toughness Data for Selected Engineering Materials
Terms/ Words
annealing
yielding
amorphous
semi-crystalline
glass transition temperature
melting temperature
specific volume
stress
strain
Young’s modulus
shear modulus
linear elastic deformation
tensile strength
yield strength
elongation at break
spherulite
lamellae
craze
fracture
impact