相比剪切流场,拉伸流场对聚合物材料的成型加工具有着无可比拟的优势。华南理工大学瞿金平教授及其科研团队研发出叶片塑化输运方法与装置(200810026054.X)及偏心转子塑化输运方法与装置(CN104002447A),将全局连续的拉伸流场引入到聚合物的成型加工过程中,并逐渐推广应用。流变性能的表征对于优化聚合物材料的成型加工有着举足轻重的影响,用于表征高分子材料剪切流变特性的方法与设备发展已经比较成熟,而用于表征其拉伸流变特性的方法与设备研究却不够深入,研发出一种原理简单、操作方便、性能稳定用于表征高分子材料拉伸流变性能的设备极其重要。基于此,本文提出了一种不依赖于本构方程的用于测量与表征聚合物拉伸粘度的新方法,同时基于该方法自主研制了一种圆盘拉伸流变仪。并首次利用该流变仪探究了三种不同类型的工业级PE(LDPE、HDPE与LLDPE)的拉伸流变特性,最后对其测试结果进行了分析与讨论。实验结果与分析表明:该方法与设备能够较好的对三种不同类型的PE材料的拉伸流变行为进行描述,原理简单,操作方便,实用性强。对于LDPE,其拉伸流变行为不符合幂律规律,与许多经典模型描述相同,具有明显的“拉伸硬化”现象,且随着温度升高拉伸硬化程度降低;其拉伸应力与拉伸粘度也均随着温度升高而降低;因为存在“拉伸硬化”现象,其拉伸熔体流动指数随施加应力增加变化曲线有明显的“转折点”。对于HDPE,其拉伸流动复合幂律规律,表现出典型的“拉伸稀化”现象;根据该方法求得HDPE在190℃、200℃、210℃条件下的非牛顿指数分别为:0.485、0.492、0.505,随着温度的增加HDPE的非牛顿性降低;其拉伸应力与拉伸粘度随着温度的增加均呈逐渐降低的趋势;其拉伸熔体流动指数随施加应力的增加呈近似指数的形式增加。对于LLDPE,与LDPE相同其也具有“拉伸硬化”现象,但因为LLDPE支链相对较短,出现拉伸硬化时所对应的拉伸形变速率相比LDPE较低;而且与LDPE不同的是,在不同的拉伸形变速率范围内,随着温度的增加其拉伸应力、拉伸粘度与拉伸熔体流动指数呈现出特殊的变化规律。