如何正确地进行剪切流变测试(27)

3.7.3 样品体系是否达到平衡态
在测试过程中确保样品体系在测试前是否达到平衡稳态是获取准确数据的前提. 例如超高分子量聚乙烯样品，从结晶状态加热到熔体状态后，往往需要较长时间才能达到链充分缠结的平衡态. 例如，图19展示了超高分子量聚乙烯样品在加热到160 °C熔融后，体系从低缠结状态达到缠结平衡态的过程中储能模量G"的变化，作者发现，热平衡时间随着合成分子的时间(图中标示)，也即分子量增加而增加，对于合成30 min的样品，热平衡时间长达约一天之久[51]. 这种缠结程度低于平衡缠结程度的样品也可以通过在稀溶液中沉降高玻璃化温度的长链高分子(如高于缠结分子量的聚苯乙烯)来制备[52,53].

图 19
Figure 19. Buildup of modulus in disentangled polymer melts with time of ultra-high-molecular-weight polyethylene. The top scheme shows the mechanism and the bottom figure shows the measured storage modulus G"(t) against time (symbols), where G"(t) has been normalized by the equilibrium plateau modulus GN0. Curves are the predictions based on tube theory. (Reprinted with permission from Ref.[51]; Copyright (2019) American Chemical Society)
此外，对于高填充体系、不相容聚合物共混物等极难达到平衡态的体系，常需高速施加预剪切，使体系保持初始态的一致性. 需要注意的是，该初始态往往处于非平衡态.