利用SAXS与WAXD对0°、45°、90°不同裁剪角度的吹膜PE薄膜开展表征，结合多次拉伸测试统计断裂行为，并研究30 ℃拉伸下的微观结构演化。吹膜PE片晶存在取向，晶面具有各向异性；0°样品断裂应变分布离散，45°、90°样品断裂应变更均匀。拉伸时原始片晶破坏并生成新片晶，散射图样依次转变，大应变下形成取向纤维晶；长周期对应的q值随应变先减小后增大并趋于稳定，微纤化完成后片晶周期不再变化。本工作阐明初始片晶取向对PE薄膜断裂行为及拉伸结构演变的影响。
图1为不同方向裁剪PE薄膜的二维SAXS与WAXD图谱，吹膜PE片晶呈明显取向，SAXS出现方向随裁剪角度变化的两点散射；WAXD中分子链取向较弱，但（110）衍射环强度不均一，表明晶面分子链已表现各向异性。
图2为0°、45°、90°样品在30℃、1.2mm/min拉伸下的工程应力–应变曲线，每种样品经100次拉伸测试；结果显示0°样品断裂应变分布较分散，45°与90°样品断裂应变更均一，据此可得到不同取向样品断裂应力、断裂应变及断裂韧性的统计分布规律。
图3 为样品拉伸过程中不同形变下的二维SAXS图案，真应变为0时三种样品的PE片晶呈无规取向；随真应变增大，散射图案由弧形逐步转变为四点散射、六点散射，最终演变为沿拉伸方向的两点散射，该现象源于原始片晶破坏与新片晶生成；大应变条件下散射图案中心出现垂直条纹，表明形成高度取向的纤维晶，且无论PE初始片晶取向如何，大形变下新生片晶均沿拉伸方向排列。
图4为3种样品拉伸过程中一维SAXS曲线，即图3二维SAXS图案沿拉伸方向的积分曲线，曲线上强度极大值对应的q值对应体系平均长周期散射位置；q随应变增加先减小、后增大并趋于稳定，红色箭头标记的q₁减小源于拉伸使非晶区被拉开，长周期增大；随拉伸继续进行，原始片晶破坏并生成新片晶（q₂），因拉伸温度30℃低于淬火结晶温度，新片晶厚度较小，对应q值更大；样品完成微纤化后原始片晶完全破坏并形成新片晶，片晶周期受拉伸温度制约不再改变，q值保持恒定。
吹膜PE薄膜片晶呈取向特征，晶面表现各向异性，但分子链取向较弱。薄膜断裂行为受初始取向影响，0°样品断裂应变分散，45°、90°样品断裂应变更均一。拉伸造成原始片晶破坏，生成沿拉伸方向排布的新片晶，大应变形成纤维晶；长周期先增大后趋于稳定，微纤化后片晶周期不再改变。无论初始取向如何，大形变下均发生拉伸诱导片晶重构，新生片晶统一沿拉伸方向取向。
来源：聚烯烃人
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