高分子材料广泛应用于人类生活中衣、食、住、用、行、国防等各个方面。人们所用到的高分子材料中,有三分之二为可结晶性。因此,高分子结晶研究在理论和实际应用中都具有十分重要的意义。高分子链拥有很高的构象熵,结晶过程除了受到温度控制外,还极大地依赖于分了链构象。在工业加工中都不可避免地需要引入剪切、拉伸或者组合形式的流动场。因此流动场诱导结晶是高分子物理的一个研究难点和热点。本论文介绍了基于系列轻度交联高密度聚乙烯(XL-HDPE)开展的流动场诱导结晶研究。利用伸展流变仪与同步辐射小角X射线散射/宽角x射线衍射结合的原位研究方法,针对流动场诱导结晶中“点核-串晶核”转变这一基本问题,系统研究了：流动场诱导的链构象转变与核形态间的关系,以及基于不同晶核和链受限程度下的结晶生长动力学；建立了近平衡条件下修正的拉伸网络模型,分析流动场诱导结晶中成核的应变-温度等效性及片晶到串晶核的自然转变：通过估算定量分析了流动场诱导的不同预有序或前驱体(FIP)的热力学参数。Ⅰ：利用伸展流变仪结合原位同步辐射小角X射线散射(SR-SAXS)方法,研究了伸展流动场诱导轻度交联高密度聚乙烯(XL-HDPE)结晶,其中XL-HDPE是一种包含交联网络和自由链(23wt%的凝胶含量)的动力学非对称系统。SR-SAXS结果显示晶核形态可以在应变轴上划分为四个区域,即“无关取向点核”,“骨架网络核”,“微shish核”和"shish核”。这四个区域的定义与应力-应变曲线上的转变点很好吻合。基于此,我们建立起伸展流动场诱导链构象转变与核形态之间的一一对应关系。利用伸展流变结合原位宽角X射线衍射(WAXD)手段,研究了XL-HDPE基于不同初始晶核和不同张力条件下的等温结晶演化过程,建立了一个生长动力学,应变,链构象,shish含量,kebab侧向尺寸和扭转程度的对应关系。Ⅱ：设计了近平衡条件下的伸展流动场诱导成核方法。通过伸展流变仪与同步辐射小角X射线散射(SAXS)和宽角X射线衍射(WAXD)原位结合,研究了一组轻度交联高密度聚乙烯的成核条件。根据晶体的形貌和结构,划分了应变-温度空间下的四个区域,分别为：“正交相片晶”,“正交相shish晶”,“六方相shish晶”和“取向shish前驱体”。说明流动场不仅诱导初始熔体熵减,而且调整了最终状态的自由能。为此,我们建立了一个修正的拉伸网络模型,将不同的最终形态自由能考虑进来,并利用其对流动场诱导结晶中成核的应变-温度等效性进行分析,结果显示不同区域临界核的尺寸广导致片晶到shish核的自然转变。Ⅲ：利用近平衡条件下比较宽的温度区间,拉伸过程中小角X射线散射和宽角X射线衍射监测到的初始应变值,研究了流动场诱导预有序/前驱体(FIP)和成核(FIN)的应变-温度图像。揭示了流动场诱导结晶过程经历了两大阶段,即“熔体-前驱体转变”和“前驱体-晶核转变”。在不同温度条件下,FIP具有应变诱导的不同内部结构和形态,其形状和结构已经有了对应临界核的雏形。通过这一应变-温度图像,推导了FIP的热力学特性。研究发现相比于对应的晶核,FIP总是具有较小的体自由能和更小的表面自由能。在极端条件下(高温),表面自由能小到可以忽略。对热力学参数的定量估计暗示了不同FIP的存在,而FIP在随后的“前驱体-晶核转变”过程中起了重要的作用。本论文的主要创新点如下：(1)本论文利用60Co的γ射线辐照获取系列轻度交联聚乙烯,交联PE引入了松弛时间极长的交联网络,限制了链松弛对于流动场诱导结晶初期的影响。使得链构象对于应变的响应有更高的分辨。(2)本论文利用伸展流变和SAXS/WAXD原位结合的方法,同时获取链构象信息和结构演化信息。关注流动场诱导结晶中“点核-shish核”转变这一基本问题。从“外场-链构象-形貌”关系,近平衡条件下的成核理论,流动场诱导前驱体的热力学特性等角度做了系统的研究。(3)利用轻度交联聚乙烯的近平衡条件实验设计,在很宽的温度范围内获取了应变-温度空间下不同核(前驱体)的形态及临界应变条件。通过同时考虑外场诱导不同的最终形态自由能和初始熔体的熵减,建立一个修正的拉伸网络模型。提出了“点核-shish核”自然转变机理。并系统研究了流动场诱导预有序/前驱体(FIP)的热力学特性。