Analysis of Mechanical Property Changes of Polymer Eyeglass Frames by Thermal Impact

Purpose: To analyze thermal effect on mechanical properties of domestic commercial polymer-based eyewear frames. Methods: In this study, materials of cellulose acetate, polyamide, epoxy, and polyetherimide were exposed to high or low temperature and were mounted on universal test machine (TO-100-IC) for tensile strength test. Elastic behavior, Young's modulus, maximum displacement, and fatigue were tested with various temperature ($-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $60^{\circ}C$). Results: As a result, at room temperature, displacements of materials were changed with increasing impact load. At low temperature ($-25^{\circ}C$), maximum displacements of all specimens were decreased but young's modulus were increased. However, at high temperature, maximum displacements of all specimens were increased but young's modulus were decreased. Conclusions: Degree of displacements due to fatigue behavior was increased following direction of PEI, epoxy, polyamide, acetate. We concluded that commercial polymers used in eyewear frames physical properties were changed differently to exposed temperature.

고분자 안경테의 온도에 의한 기계적 물성 변화 분석

목적: 국내 유통되고 있는 고분자 소재 안경테의 열에 의한 기계적 물성을 분석하고자 하였다 방법: 본 연구에서는 cellulose acetate, polyamide, epoxy 그리고 polyetherimide 소재를 고온과 저온의 열에 노출시킨 후 만능 재료 시험기(Universal Test Machine TO-100-IC)를 이용하여 인장강도 시험(Tensile Strength Test)을 실시하였다. 다양한 온도에 따른($-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $60^{\circ}C$) 탄성 변화와 영률, 최대 변위, 그리고 피로거동을 관찰하였다. 결과: 그 결과, 상온($25^{\circ}C$)에서 충격 하중이 증가함에 따라 소재마다 변위가 다르게 나타났다. 낮은 온도($-25^{\circ}C$)에서 최대 변위는 모든 재료에서 감소하였으나 영률은 증가하였다. 그러나 높은 온도($60^{\circ}C$)에서는 최대 변위가 증가하고 영률이 감소하였다. 결론: 피로누적으로 인한 변형의 정도는 PEI, epoxy, polyamide, acetate 순으로 증가하여 나타났다. 안경테에 사용되는 고분자는 노출되는 온도에 따라서 소재마다 기계적 물성이 다르게 변화되어 나타났다.