聚乙烯是一種常用于包裝行業(yè)（塑料袋或包裝膜）的部分結(jié)晶熱塑性聚合物,。聚乙烯以不同的結(jié)構(gòu)形式存在,，主要區(qū)別在于其分支結(jié)構(gòu)。沿主鏈的分支程度決定了它的機(jī)械性能,。分支結(jié)構(gòu)還可以影響聚乙烯的熔體黏度,，通常長(zhǎng)側(cè)鏈越多黏度就越高。

聚乙烯熔體通?？梢酝ㄟ^(guò)小振幅振蕩剪切（SAOS）來(lái)表征黏度,。然而,，諸如吹塑或纖維紡絲等許多技術(shù)工藝主要是拉伸形變，而不是剪切形變,。測(cè)量聚合物熔體的拉伸特性不僅能為優(yōu)化加工工藝提供重要信息,，而且還有利于建立結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。拉伸試驗(yàn)的主要目標(biāo)之一是探究材料的應(yīng)變硬化特性,。換言之,，拉伸黏度隨著所施加拉伸應(yīng)變速率的增加而升高。這種應(yīng)變硬化主要由長(zhǎng)支鏈支配,，通常支化度越高，拉伸黏度增加越顯著,。

本應(yīng)用介紹并討論了利用HAAKE MARS流變儀和SER拉伸工具,，對(duì)高支化低密度聚乙烯（LDPE）和弱支化高密度聚乙烯（HDPE）拉伸試驗(yàn)的結(jié)果。

測(cè)試儀器

Thermo Scientific^™ HAAKE^™ MARS^™流變儀,、輻射對(duì)流爐溫控,、SER拉伸工具

如圖1所示,，測(cè)試是基于兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的回繞筒,，矩形試樣被夾持裝置固定在回繞筒上。兩個(gè)回繞筒以相同的速度反向旋轉(zhuǎn),，施加一個(gè)單軸形變的拉伸場(chǎng),。除了測(cè)量拉伸黏度外，SER工具還可用于固體拉伸試驗(yàn),、撕裂和剝離試驗(yàn),，以及摩擦試驗(yàn)。

試驗(yàn)是在0.01 s^-1,、0.05 s^-1、0.1 s^-1,、0.5 s^-1,、1.0 s^-1和5.0 s^-1的拉伸應(yīng)變速率下測(cè)試。圖2為拉伸黏度η_E與試驗(yàn)時(shí)間關(guān)系圖,，顯示了在不同拉伸應(yīng)變速率下,，對(duì)HDPE進(jìn)行若干次拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，其值為3倍（特魯頓比值）的剪切黏度,。瞬態(tài)剪切黏度通過(guò)使用錐板轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)獲得的,。

如圖2所示，線性HDPE與線性黏彈性響應(yīng)相比無(wú)任何偏差,，因此即使在最高拉伸應(yīng)變速率下,，也不存在應(yīng)變硬化,。說(shuō)明主鏈的分支即使存在也很小且不足以影響結(jié)果。與此相反,，LDPE表現(xiàn)出拉伸黏度與線性黏彈性響應(yīng)有明顯偏差以及強(qiáng)烈的應(yīng)變硬化效應(yīng),，如圖3所示。隨著拉伸速率的降低,，LDPE的發(fā)生應(yīng)變硬化需要更長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間,。

總結(jié)

賽默飛HAAKE MARS旋轉(zhuǎn)流變儀通過(guò)配置SER拉伸工具可對(duì)聚合物進(jìn)行拉伸試驗(yàn),。通過(guò)拉伸試驗(yàn)可以探究材料的應(yīng)變硬化特性,，利用此特性可以有效鑒定聚合物的支化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為某些加工工藝（如吹塑或薄膜生產(chǎn)）建模,。此外,，拉伸黏度還可用于試樣鑒別，進(jìn)而用于質(zhì)量控制,。