پایداری ابعادی یک ماده توسط آزمون‌های خزش و آسایش-تنش اندازه‌گیری می‌شود . در مباحث گذشته، اثر چندین پارامتر مثل فشار، دما، وزن مولکولی و … بر روی نرخ خزش یا آسایش- تنش بررسی شد. حال در این مطلب قصد داریم وابستگی چند عامل دیگر با پارامتر خزش را مورد بررسی قرار دهیم:
بلورینگی: در بالای دمای Tg ، بلورینگی باعث کاهش در کامپلیانس، نرخ خزش و سرعت آسایش-تنش شده و این در حالی است که مقدار مدول آسایش تنش را افزایش می‌دهد. این اثرات بلورینگی را می‌توان به اتصالات عرضی مجازی که در نتیجه عدم تحرک بسیاری از انتهاهای زنجیر در مناطق بلوری شده و اثری شبیه ذرات پرکننده برای مناطق بلوری دارد، نسبت داد. حتی مقدار خیلی کم بلورینگی می‌تواند به‌طور چشمگیری خزش یا آسایش تنش را بدون افزایش زیادی در مدول ماده، کم کند. فیلم پلی وینیل کلراید نرم شده یک مثال خوب برای این مورد است.
این پلیمر به میزان منطقی پایداری ابعادی خود را بدون جریان یافتن اضافی در یک دوره زمانی طولانی حفظ می‌کند. درجه بلورینگی خیلی کم بوده یا بلورچه‌ها بسیار ناقص می‌باشند به‌طوری که در بسیاری از مواقع بلورینگی را نمی‌توان با پراش اشعه X شناسایی کرد. وابستگی دمایی کامپلیانس و مدول آسایش -تنش در پلیمرهای بلورین در دمای خیلی بالاتر از Tg ، نسبت به پلیمرهای شبکه‌ای شده بیشتر است. این در حالی است که ناحیه انتقال شیشه‌ای به لاستیکی وابستگی کمتری به دما نسبت به پلیمرهای آمورف از خود نشان می‌دهد. یکی از عوامل وابستگی شدید دمایی در Tg<<T این است که درجه بلورینگی با دما کاهش می‌یابد. از دیگر عوامل می‌توان از بلورینگی مجدد بلورچه‌های کرنش‌یافته به بلورچه‌های کرنش‌نیافته و چرخش بلورچه‌ها برای آزادکردن بار اعمالی نام برد. کشش مواد آمورف که قابلیت بلورشدن را دارا هستند، می‌تواند به مقدار زیادی نرخ بلورینگی را در بعضی موارد افزایش دهد. موادی مثل لاستیک طبیعی و پلی‌اتیلن ترفتالات از اینگونه مواد هستند. کشش پلیمر در ابتدا باعث رشد بلورچه‌ها می‌شود، در این حالت زنجیرهای پلیمر درون بلورچه‌ها به‌صورت موازی در جهت بار اعمالی، آرایش می‌یابند. بنابراین رشد بلورچه‌ها باعث کشیده‌شدن مارپیچ‌های کلافی زنجیر شده که منجر به آسایش تنش با سرعت بیشتر یا کشیده‌شدن سریعتر نمونه در آزمون خزش می‌شود.
کوپلیمرها و نرم‌کننده‌ها
اولین اثر نرم‌کننده‌ها و کوپلیمریزاسیون، انتقال دمای Tg است. بنابراین منحنی‌های خزش و آسایش-تنش بر روی مقیاس دمایی به میزان برابر Tg انتقال داده می‌شوند. اصل تطابق زمان-دما هنوز برای اینگونه مواد صادق است. دومین اثر بزرگ و مهمی که اتفاق می‌افتد، تغییر در مدول ناحیه مسطح است. نرم‌کننده‌ها این مدول را کاهش می‌دهند، ولی کوپلیمرها بسته به مدول ناحیه مسطح هر دو ماده در کوپلیمر و غلظت آنها ممکن است، مدول ناحیه مسطح را افزایش یا کاهش دهند. در هر دو صورت هر دو اثر ثانویه اغلب هم با کوپلیمرها و هم با نرم‌کننده‌ها مشاهده شده و این بدین معنی است که تا حدی رفتار خزش و آسایش -تنش تغییر می‌یابد. در بعضی مواقع، کوپلیمریزاسیون و بعضی نرم‌کننده‌ها، ناحیه انتقال شیشه‌ای را در مقایسه با هموپلیمرهای خالص پهن‌تر می‌کنند.
اثر دوم در بعضی مواقع، وقتی نرم‌کننده‌ها به پلیمرهایی با ناحیه انتقال شیشه‌ای ثانویه اضافه شوند، در ناحیه شیشه‌ای مشاهده شده است. نرم‌کننده (یا مونومر دوم) ممکن است مدول را در منطقه دمایی بین انتقال شیشه‌ای ثانویه و انتقال شیشه‌ای اصلی زیاد کند. این اثر را اثر ضد نرم‌کنندگی می‌گویند. آب یک نرم‌کننده طبیعی برای بسیاری از پلیمرهای قطبی از جمله نایلون‌ها، رزین‌های پلی‌استر و پلیمرهای سلولوزیک است. آب می‌تواند به مقدار زیادی Tg را در اپوکسی‌ها انتقال دهد. بنابراین رفتارهای خزش و آسایش-تنش این نوع پلیمرها، می‌تواند به شدت وابسته به رطوبت محیط باشد. پلی وینیل کلراید و کوپلیمرهایش به احتمال قوی مهمترین پلیمرهایی هستند که اغلب با نرم‌کننده‌ها به‌کار می‌روند. حتی در مواردی مقدار زیادی از نرم‌کننده‌ها استفاده می‌شود به نحوی که Tg این مواد به زیر دمای اتاق افت می‌کند. این ماده مقدار زیادی خزش (بدون سهم جریان ویسکوز در کامپلیانس) حتی در زمان‌های طولانی اعمال نیرو را از خود نشان نمی‌دهد. این رفتار خیلی شبیه مواد شبکه‌ای شده لاستیکی است. اگرچه، در این مورد هیچ اتصال عرضی شیمیایی وجود نداشته و این مواد با درصد کمی از بلورینگی به یکدیگر متصل نگه داشته می‌شوند. خزش پلی وینیل کلراید نرم‌شده تابعی از دما، غلظت و نوع نرم‌کننده است. در پلیمرهای بلورین، نرم‌کننده و کوپلیمریزاسیون، نقطه ذوب و درجه بلورینگی را کم می‌کنند. این عوامل به افزایش میزان خزش و آسایش-تنش به‌ویژه در دماهایی که به دمای ذوب نزدیک‌تر است، منجر می‌شود. کوپلیمرهای بلوکی دارای رفتار خزشی و آسایش-تنشی پیچیده‌ای بوده و رفتار ترمورئولوژیکی ساده‌ای از خود نشان نمی‌دهند.
اثر آرایش‌یافتگی
آرایش‌یافتگی ، پلیمرهای همسانگرد را به ناهمسانگرد تبدیل می‌کند. برای پلیمرهای سخت، خزش و آسایش-تنش در جهت موازی با آرایش‌یافتگی تک‌محوره بسیار کمتر از حالتی است که آرایش‌یافتگی عمود بر جهت کشش باشد. حداقل قسمتی از این کاهش خزش باید مربوط به افزایش مدول در جهت موازی با آرایش‌یافتگی زنجیرها باشد. برای مثال، الیافی که با آرایش‌یافتگی بسیار زیاد، مدولی در حدود یک مرتبه ده‌دهی بزرگتر از پلیمرهای آرایش‌نیافته دارند. افزایش مدول در جهت آرایش‌یافتگی زیاد بوده، زیرا نیروی اعمال‌شده بر روی پیوندهای کووالانسی زنجیر عمل می‌کند، ولی در جهت عمود بر آرایش‌یافتگی نیروی اعمالی اغلب بر نیروهای واندروالس بین مولکولی وارد می‌شود. پلی‌اتیلنی که به صورت تک‌محوره به‌وسیله کشش سرد آرایش‌یافته است، دارای کامپلیانس خزش پایین‌تر( مدول بالاتر) در جهت کشش نسبت به جهت عمود آن است. با این وجود در زاویه 45 درجه نسبت به جهت کشش، مدولی که به وسیله آزمون خزش تعیین می‌شود حتی از مدول پلی‌اتیلن آرایش نیافته کمتر است. به نظر می‌آید که آرایش‌یافتگی می‌تواند در برخی از موارد لغزش زنجیرها روی یکدیگر را آسان نماید. این امر می‌تواند منتج از آزاد شدن زنجیرها از بند گره‌خوردگی یا از افزایش حجم آزاد نسبت به حالت معمولی که ناشی از سرد شدن سریع مواد پلیمری آرایش‌یافته است، باشد. فیلم‌های آرایش‌یافته دومحوره که با کشش همزمان از دو جهت عمود برهم ساخته می‌شوند، دارای خزش و آسایش-تنش کاهش‌یافته در مقایسه با مواد آرایش‌نیافته هستند. قسمتی از این اثر مربوط به افزایش مدول است ولی برای پلیمرهای شکننده رفتار بهبود یافته می‌تواند ناشی از کاهش ترک‌خوردگی ریز باشد. به‌طور کلی آرایش‌یافتگی دو محوره می‌تواند رشد و تولید ترک‌های ریز را در همه جهات موازی صفحه فیلم دشوارتر کند.
بلاک‌کوپلیمر‌ها و آمیخته‌های پلیمری
در بیشتر سیستم‌های پلیمری دوفازی، مانند پلیمرهای پیوندی و بلوکی و آمیخته‌های پلیمری، علاقه به ایجاد ترکیبی از فاز لاستیکی و فاز سخت وجود دارد. در خیلی از موارد فاز سخت، به علت چقرمگی و قیمت پایین، از جنس پلی‌استایرن است. در این موارد، حتی در جایی که پلیمرهای سخت فاز پیوسته را تشکیل می‌دهند، مدول الاستیک کمتر از ماتریس خالص آن می‌باشد. بنابراین سیستم‌های دوفازی دارای کامپیلانس خزش بیشتری نسبت به فاز سخت خالص هستند. بسیاری از این مواد به طور شدیدی در نزدیکی نقطه تسلیم دارای ترک‌خوردگی ریز می‌شوند. وقتی که ترک‌خوردگی ریز اتفاق می‌افتد، نرخ خزش بیشتر شده و آسایش تنش اگر تغییر شکل ثابت باشد، با سرعت بیشتری انجام می‌شود.
یک نوع پلیمر بلوکی وجود دارد که به عنوان الاستومر گرمانرم شناخته شده است. این مواد در برگیرنده تعدادی بلوک لاستیکی بوده که به وسیله مواد بلورین سخت یا بلوک‌های شیشه‌ای به یکدیگر متصل شده‌اند. این مواد را می‌توان در قالبگیری تزریقی و تجهیزات اکستروژن فرایند کرد زیرا بلورها ذوب می‌شوند و بلوک‌های شیشه‌ای در دماهای زیاد نرم می‌گردند. اگرچه، در دماهای پایین‌تر مانند دمای اتاق، بلوک‌های سخت بسیار شبیه اتصالات عرضی عمل کرده و موجب کاهش خزش و آسایش-تنش می‌شوند ولی با این‌حال الاستومرهای گرمانرم دارای رفتار خزشی بین مواد لاستیکی با درجه شبکه‌ای شدن بالا و مواد لاستیکی با درجه شبکه‌ای شدن کم می‌باشند. خواص مکانیکی این پلیمرهای بلوکی را می‌توان با شرایط قالبگیری، تاریخچه حرارتی و گرم و سرد کردن کنترل‌شده تقریباً به طور چشمگیری تغییر داد. گرم و سرد کردن کنترل‌شده به‌ویژه اگر نمونه در طی فرایند تولید به‌سرعت سرد شده باشد، می‌تواند خزش را به میزان زیادی کم کند.
به‌طور خلاصه پلیمرهای بلوکی و سیستم‌های دو فازی مشابه آن در بعضی مواقع شبیه پلیمرهای بلورین می‌باشند. این شباهت در بین دماهای با Tg کمتر و Tg یا نقطه ذوب فاز دیگر به وجود می‌آید. فاز شیشه‌ای یا بلورین هم موجب ایجاد محدودیت بر روی بازه طولانی حرکت‌های زنجیرهای پلیمری که دارای Tg کمتری است، شده و هم مدول را به طور کلی بالا می‌برد. بنابراین خزش و آسایش-تنش سیستم‌های دوفازی، مگر اینکه دما در بالای دمای نرم‌شوندگی جزء با دمای نرم‌شوندگی بالاتر باشد، کاملاً کوچک است.
