1、階躍應(yīng)變速率

階躍應(yīng)變速率測試是對樣品施加恒定的剪切速率，測量材料應(yīng)力的響應(yīng)隨時間的變化。實(shí)驗(yàn)中所要確定的參數(shù)有：剪切速率，溫度，取樣模式(關(guān)于時間為對數(shù)或線性)和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目，方向(對于應(yīng)變控制流變儀，表示在正應(yīng)變下驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向)。一般允許有多個連續(xù)的測試區(qū)間，可以連續(xù)地進(jìn)行不同階躍應(yīng)變速率的測試。若剪切速率設(shè)定為零，則在數(shù)據(jù)采集時驅(qū)動電機(jī)不轉(zhuǎn)動，可以用來研究穩(wěn)態(tài)剪切后的松弛過程。階躍應(yīng)變速率測試可以用來確定：①恒定溫度下的應(yīng)力增長和松弛過程；②穩(wěn)態(tài)剪切后的松弛過程。

聚合物熔體和濃溶液對突加的剪切速率有兩種不同的響應(yīng)，這取決于不同的剪切速率。在低剪切速率下，剪切應(yīng)力和第一法向應(yīng)力差隨著時間逐漸增大，直到得到平衡；在高剪切速率下，剪切應(yīng)力和第一法向應(yīng)力差都存在一個“過沖”，然后再降低得到平衡。這種過沖是由于聚合物纏結(jié)密度的減小需要一定時間。當(dāng)剪切應(yīng)力的施加快于聚合物的自然響應(yīng)，就會出現(xiàn)這種過沖現(xiàn)象。下圖顯示了當(dāng)聚合物熔體或濃溶液在瞬間施加高剪切速率時應(yīng)力的“過沖”現(xiàn)象，聚合物鏈的解纏和構(gòu)象的變化速率是其主要的影響因素。

2、應(yīng)力松弛

應(yīng)力松弛是施加并維持一個瞬態(tài)形變(階躍應(yīng)變)，測量維持這個應(yīng)變所需的應(yīng)力隨時間的變化。實(shí)驗(yàn)中所要確定的參數(shù)有：應(yīng)變，溫度，取樣模式(關(guān)于時間為對數(shù)或線性)和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目，方向(對于應(yīng)變控制流變儀，表示在正應(yīng)變下驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向)。應(yīng)力松弛模量G (t)可以通過測得的應(yīng)力除以應(yīng)變常數(shù)得到。下圖顯示了典型的應(yīng)力松弛曲線，其中動態(tài)值G′的計(jì)算是假設(shè)G′ (1/ω)? G (t)。

3、蠕變

蠕變實(shí)驗(yàn)正好與應(yīng)力松弛相反，它給樣品施加恒定的應(yīng)力，測量樣品的應(yīng)變隨時間的變化。實(shí)驗(yàn)中所要確定的參數(shù)有：應(yīng)力，溫度，取樣模式(關(guān)于時間為對數(shù)或線性)和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目。測得的應(yīng)變除以施加的應(yīng)力可以得到蠕變?nèi)崃縅 (t)。一般允許有多個連續(xù)的測試區(qū)間。蠕變/恢復(fù)實(shí)驗(yàn)可以通過兩個連續(xù)的區(qū)間完成：第一個區(qū)間施加恒定的非零的應(yīng)力，第二個區(qū)間施加的應(yīng)力為零。將可恢復(fù)的應(yīng)變除以施加的應(yīng)力得到可恢復(fù)柔量。這些數(shù)據(jù)可以來預(yù)測材料在負(fù)載下的長期行為。若應(yīng)力足夠小，應(yīng)變?yōu)榫€性響應(yīng)，這一點(diǎn)得到的柔量為平衡可恢復(fù)柔量Je0。下圖顯示了蠕變測量中的主要結(jié)果。Je0對分子量分布，特別是高分子量的部分，很敏感。它也提供了關(guān)于末端松弛時間(terminal relaxation time)的重要信息。Je0可以看成是存儲能量的一種表示，因此它對擠出和模壓過程很重要，如存儲能量可以使擠出物扭曲，或者若模壓件在玻璃化溫度以下冷卻而不退火，存儲能量會引起殘余應(yīng)變。