聚乙烯拉伸屈服应力-分子结构预测模型研究

王金刚，高凌雁，郭 锐，栾 凌

（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院，山东 淄博 255400）

聚乙烯具有优良的化学稳定性、力学性能和电绝缘特性，广泛应用于薄膜、包装材料、电线电缆、管道、汽车、建筑等领域。拉伸屈服应力是制约聚乙烯应用的一项关键性能，同时也是聚乙烯性能测试和质量控制的重要指标。聚乙烯的整个拉伸过程可分为弹性形变和不可逆形变两个阶段。拉伸初始阶段应力变化较大，但此阶段球晶的变形是弹性的，在撤去外力后依然可以恢复原状，因此材料在此阶段发生的是弹性形变。随着形变的继续增大，当达到一定值时会出现应力变化较小而应变却急剧增长的现象，即屈服现象，使材料发生屈服时的应力就是材料的屈服应力［1］。试样屈服时，球晶中剪切形变占主导，这时组成球晶的层晶之间的连接发生破坏，进而产生滑移和解体，这些都是不可逆的变动。因此，屈服是由可逆形变到不可逆形变的转折点，也是材料能否继续使用的临界点，对材料使用性能至关重要。

拉伸性能测试需要原料较多，小试聚合获得原料难以满足，而结构测试一般需要原料较少，建立聚乙烯拉伸屈服应力与结构参数的关联模型既有利于促进催化剂和聚合工艺的研究，同时对定制开发聚乙烯新产品，指导现有产品性能提升、加工应用及质量控制等具有重要意义。目前，国内外聚乙烯模型研究大多适用范围较窄且侧重于生产过程中熔体流动速率、密度两个主要参数的计算，对力学性能、加工性能等决定产品用途的性能研究较少［2-4］。……