高密度聚乙烯(HDPE)管材密度低、强度高、韧性好且耐用性优良,因此有望替代老化的金属输水管道。为了生产强度高、尺寸稳定性好的HDPE管材,有必要了解双峰和单峰HDPE在剪切场作用下的结晶行为。一般认为串晶结构是流动场下引起聚合物结晶的基本形式。尽管人们针对聚合物的剪切诱导结晶已经进行了一些研究,但关于分子量分布和短支链分布如何共同影响结晶行为的详细研究却较少。本文通过研究剪切场下单峰HDPE和双峰HDPE的结晶行为,精确分析HDPE的微晶尺寸、片晶厚度、长周期以及微晶和片晶取向的变化,了解聚合物分子结构对其聚集态结构的影响,以选择合适的聚乙烯树脂,为制备力学性能稳定的大口径输水塑料管材提供理论指导。本文首先研究了分子量分布对单峰HDPE结晶行为的影响。研究表明:分子量分布较宽的聚乙烯高分子量部分较多,由于高分子量部分能够取向并延伸,在剪切场下会有较高的取向,并形成串晶结构。而高分子量和低分子量部分的差异导致了链运动受阻,从而结晶度降低。其次,对比了分子量和短支链分布(SCB)不同的双峰及单峰HDPE在剪切场下的结晶行为。分析表明:具有较宽分子量分布、并且在高分子量处短支链含量高的双峰HDPE比相对分子量分布较窄、短支链含量较少的单峰HDPE有更高的结晶度,但片层取向较低。这是由于短支链含量的增加和高分子量部分的增加,使高分子量分子链在较低的剪切作用下不易解缠绕,取向度较低。具有典型双峰特征且高分子量处短支链含量较高的双峰HDPE,比起SCB含量很均衡的单峰HDPE,具有更高的结晶度。两个样品都发现初级和次级片层,单峰HDPE表现出更快的次级片层生长。这是由于单峰样品中高分子量部分的链能有效地产生剪切诱导的核。具有短链分支的大分子可在流动诱导下形成结晶核,其在初级和次级片层中可形成更高的晶体取向。综合分析可知分子量分布宽使得高低分子量部分差距增大,从而促进聚乙烯结晶,且短支链含量多的组分则导致聚合物形成较低的取向。