结晶性聚合物的结晶行为是影响其微观结构并决定制品最终性能的关键因素。聚合物在成型加工过程中受到剪切、拉伸等作用时其结晶行为将发生变化。研究聚合物的静态及在剪切场中的结晶行为,对深入了解聚合物的结晶动力学和指导生产工艺过程均具有重要的意义。 本文选择等规聚丙烯(iPP)、高密度聚乙烯(HDPE)为主要研究对象,以流变学方法为主要研究手段,通过对其在静态和剪切流场作用下的结晶行为的研究,探讨其结晶行为与粘弹特性之间的关联,并试图对现有剪切诱导结晶的理论模型进行修正。 利用小应变、低频率(ω)条件下动态流变学方法对材料结构变化的敏感响应,研究了iPP静态等温结晶过程中的液-固转变行为。发现在等温结晶过程中,结晶引起的试样体积收缩会引起沿厚度和半径方向尺寸的减小;如果保持试样的厚度不变,在位于试样上、下方的平行板上将产生一个法向拉应力。在结晶初期,该拉应力快速松弛,当超过一定的时间后,会出现聚集并迅速增大的现象。基于该现象提出了一种表征体系物理凝胶点的新方法,并对这种效应与结晶行为的关联性进行了初步探索。通过动态和静态两种测试方法的对比发现,动态法适用于结晶速率较慢的体系,而静态方法则适用于结晶速率较快的体系;且相对于动态方法而言,静态方法具有不干扰被测试样的优点。 利用流变学的方法研究了HDPE等温结晶行为。结果表明,采用流变学方法测定物理凝胶点具有准确、灵敏的特点。在等温结晶过程中,体系的动态流变行为会发生由类液体行为向类固体行为的转变。我们提出的表征iPP等温结晶过程中物理凝胶点的静态测试方法及表征拉应力变化的数学模型同样适用于HDPE体系。 研究了剪切对iPP体系结晶行为的影响。发现剪切对结晶的影响极为显著。即使剪切速率小幅增大,结晶诱导时间也将成倍减小。在稳态剪切流场作用下,结晶初期的法向应力和粘度基本为一定值;一定时间后,会呈现增大并迅速上升的现象。在高剪切速率下,法向应力突变的时间要早于粘度;剪切速率减小,二