Наиболее полное представление о поведении материала при нагружении дает диаграмма растяжения, качественные и количественные показатели которой существенно зависят от температуры и скорости деформирования.
Во всех описываемых испытаниях чистый и наполненный полиэтилен находился в застеклованном состоянии. При таком состоянии полимера тепловое движение сегментов цепных молекул не может эффективно преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому внешняя сила может понизить потенциальный барьер. Возникающая при этом деформация будет не обычная, а эластическая, так как она вызывается не изменением межатомных расстояний, а изгибанием цепи молекул. В то же время эта деформация вынужденная, так как молекулярные силы преодолеваются не только хаотически действующим тепловым движением, но и внешней силой.
Диаграмма растяжения для ненаполненного полиэтилена такая же, как и для высокополимерных материалов в застеклованном состоянии.