Elongational behaviour of polymer melts in constant elongation-rate, constant tensile stress, and constant tensile force experiments

Summary

The extensibility of polymer melts is of great practical importance for polymer processing. On the basis of a single-integral constitutive equation with a straindepent memory functional verified for two similar well-characterized LDPE melts, predictions are made on material behaviour in uniaxial extension under constant strain-rate, tensile stress, and tensile force conditions. It is found that experiments at constant tensile force are more adequately described by assuming purely viscous response of the polymer melts than by assuming Maxwell-model type of behaviour.

Zusammenfassung

Die Ausziehfähigkeit von Polymer-Schmelzen ist von großer Bedeutung für viele Prozesse der Kunststoffverarbeitung. Ausgehend von einer Zustandsgleichung vom Integraltyp mit einem deformationsabhängigen Gedächtnisfunktional, deren Gültigkeit für zwei ähnliche wohldefinierte Polyäthylen-Schmelzen niedriger Dichte nachgewiesen werden konnte, werden Aussagen gemacht über das Materialverhalten bei uniaxialer Dehnung. Dabei werden die folgenden Fälle betrachtet: Versuche bei konstanter Dehngeschwindigkeit, konstanter Zugspannung und konstanter Zugkraft. Es zeigt sich, daß Experimente bei konstanter Zugkraft besser beschrieben werden, wenn man ein rein viskoses Verhalten der Polymer-Schmelzen voraussetzt, als wenn man die Gültigkeit eines Maxwell-Modells annimmt.