全同立构聚丁烯-1(iPB-1)是综合力学性能优异,高、低温耐蠕变性能最好的聚烯烃,也是一种典型的多晶型聚烯烃。iPB-1从熔体结晶形成亚稳态的晶型Ⅱ,在室温下自发地转变为力学性能和热稳定性更为优异的晶型Ⅰ。转变过程耗时长,且伴随体积的收缩,导致产品尺寸难控,极大地限制了其商业开发。因此,研究iPB-1晶型转变的内在机制和调控因素具有重要的科学意义和实用价值。本论文使用溶液共混的方法,制备了一系列iPB-1及其复合物,结合小角X射线散射(SAXS)、广角X射线衍射(WAXD)、快速扫描芯片量热法(FSCC)、示差扫描量热法(DSC)等仪器研究了晶型Ⅱ的结晶度和片晶厚度、纳米粒子的晶体结构、以及共混物晶体结构等因素对iPB-1结晶及晶型转变过程的影响,得出了晶型Ⅱ与晶型I的竞争生长机理和共混组分的选择规律及其促进机制。具体研究结果如下:1.全同立构聚丁烯-1晶型Ⅱ与Ⅰ的竞争生长机理。将iPB-1的晶型转变分为晶型Ⅰ的成核和生长两步。首先利用FSCC改变等温结晶时间和温度,得到具有不同结晶度的晶型Ⅱ。然后将预结晶样品在-15℃下诱导晶型Ⅰ成核,再在40℃退火观察晶型Ⅰ生长,研究iPB-1晶型Ⅱ的结晶度对晶型Ⅱ到Ⅰ转变动力学的影响。当晶型Ⅱ的初始结晶度小于～4%时,晶区非晶区边界内应力太低,低温处理无法诱导晶型Ⅰ成核,退火过程中晶型Ⅰ不能快速生长。随着晶型Ⅱ结晶度的增加,低温处理可以诱导晶型Ⅰ成核,退火过程中晶型Ⅰ快速生长。但是,晶型Ⅱ尚未在体系中达到饱和,它会继续在无定形区域生长。由于新生成的晶型Ⅱ未经低温处理,只能发生从晶型Ⅱ到晶型Ⅰ的缓慢转变。当晶型Ⅱ的结晶度进一步增加时,低温下诱导晶型Ⅰ成核后,晶型Ⅰ保持快速生长。这表明只有在晶型Ⅱ的结晶度达一定值时才能够诱导晶型Ⅰ低温成核,进而促进从晶型Ⅱ到Ⅰ的快速转变。晶型Ⅱ结晶后期,高分子链发生重排,导致晶型Ⅱ的规整度增加,使得高分子链需要更多的能量来实现构象转变。晶型Ⅰ的生长受到分子链构象转变困难的不利影响,晶型转变速率略有降低,但是仍比缓慢转变快得多。随着等温结晶温度的升高,晶型Ⅱ片晶厚度增加,晶型转变速率随之增加。这部分工作明确了晶型Ⅱ结晶度和片晶厚度对晶型转变的影响,为缩短iPB-1产品的加工时间提供了指导。2.纳米粒子对全同立构聚丁烯-1晶型转变的促进机制。利用DSC,WAXD和SAXS技术,研究了具有相同形貌但不同晶体结构的埃洛石(HNT)和坡缕石(PGS)对iPB-1结晶和晶型转变过程的影响。晶型转变动力学结果表明,在相同的结晶条件下,PGS 比HNT更加有效地促进了晶型Ⅱ到Ⅰ的转变,WAXD和SAXS结果表明PGS的晶体结构与晶型Ⅰ之间存在部分晶格匹配作用。这表明晶格匹配是加速iPB-1从晶型II向晶型I转变的重要因素之一。此外,对两种纳米粒子进行疏水改性以改善纳米颗粒与iPB-1之间的相容性,晶型转变动力学结果表明相容性的增加使改性的HNT对晶型转变的促进作用增强。但是,改性后的PGS对晶型转变的促进作用减弱。WAXD和SAXS结果表明疏水改性屏蔽了PGS与iPB-1晶型I之间的晶格匹配作用,因而减弱了由晶格匹配引起的加速效应。纳米粒子的选择规律及其促进机制为加速iPB-1的晶型转变提供了简单有效的方法。3.等规聚丙烯的中间相对全同立构聚丁烯-1晶型转变的影响。聚合物共混是获得综合性能优异的高分子材料的有效途径。等规聚丙烯(iPP)与iPB-1分子结构相似,iPP α晶与iPB-1晶型I的高分子链构象相同,可以加速iPB-1的晶型转变。但是iPP也是一种多晶型聚烯烃,其中它的中间相和α晶分子链构象相同,但分子链的手性螺旋规整度稍差。通过对iPP/iPB-1熔体进行不同的冷却处理得到不同的晶体结构。FSCC测得iPP/iPB-1共混物中在淬冷过程中有iPP中间相的形成。通过DSC研究了iPP不同的晶体结构对iPP/iPB-1共混物晶型转变的影响。晶型转变动力学结果表明当iPP/iPB-1共混物中出现iPP中间相时,它对iPB-1晶型转变的促进作用增强。