聚乙烯及其共聚物薄膜是目前使用量最大的高分子薄膜品类,广泛应用于包装、农业、能源等领域。挤出吹膜是聚乙烯及其共聚物薄膜的主要成型方法,深刻理解聚乙烯及其共聚物吹膜加工中结构演变机理对于发展高分子薄膜加工基础理论和指导薄膜产品开发具有重要意义。分子量及其分布,共聚单体和支链结构的类型、含量等赋予聚乙烯及其共聚物丰富的化学结构参数,使其能够满足不同的服役需求。吹膜加工中,在多个工艺步骤和参数作用下,聚乙烯及其共聚物经历非均匀流动场和温度场等复杂外场,并涉及薄膜内部从亚纳米级晶胞到微米级球晶和纤维晶的多尺度、多形态凝聚态结构和织构演变。因此,研究分子结构参数与非均匀外场耦合作用下的多尺度结构演变无疑是一个巨大挑战。本工作基于同步辐射X射线散射技术,发展吹膜在线研究技术和方法,围绕不同分子结构参数体系和外场条件开展了系统研究,推动对聚乙烯及其共聚物薄膜吹膜成型和服役过程中涉及的流动场诱导结晶和晶体形变与相变等物理问题的理解,为高性能薄膜产品的开发积累了基础理论和工程思路。具体研究工作如下:（1）利用自主研制的在线吹膜装置,结合同步辐射宽/小角X射线散射技术,通过优选两种链松弛动力学具有显著差异的聚乙烯（PE1和PE2）,研究了吹膜加工中温度和流动场对结晶过程的耦合作用。根据在线检测所获得的结构参数和最终薄膜的晶体形貌特征,提出了吹膜加工中三种结构演化类型:ⅰ)对于链松弛较快的PE1,由温度场主导吹膜加工中的结晶过程;ⅱ)链松弛较慢的PE2,在高牵引比时,吹膜过程由流动场诱导结晶主导,并在结晶初期就形成了纤维状晶核;ⅲ)对于低牵引比时的PE2,温度和流动场协同控制结晶过程,在体系中同时生成两种不同取向程度和分布的结构。三个过程的物理模型将帮助理解流动场诱导结晶和温度场诱导结晶对吹膜过程中结构演化的影响。（2）采用同步辐射X射线散射、固体核磁等表征手段,通过选取三种不同支链结构的聚乙烯作为模型体系,研究了分子链结构对吹膜过程和薄膜结构/性能的影响。三种聚乙烯分别为具有长支链的l-PE,具有丁基支链的h-PE和具有己基支链的o-PE。l-PE吹膜过程受流动场和温度的协同影响,具有优异的膜泡稳定性,薄膜微观结构和宏观性能依赖于牵引比的大小。h-PE和o-PE吹膜过程由温度场主导,薄膜中形成球晶结构使其具有优异的力学性能。本工作构建了聚乙烯及乙烯-α烯烃共聚物吹膜中加工-结构-性能关系,为薄膜生产和性能调控提供理论指导。（3）利用自主研制的拉伸装置,通过对乙烯-醋酸乙烯共聚物在宽温域范围内拉伸过程的在线分析,研究了共聚单体和链运动能力对薄膜拉伸形变与相变行为的影响。根据结构演变过程及分子链的松弛特性,拉伸温度范围被分为三个区间。高温区,晶体形变和破坏形式包括剪切滑移和晶体熔融,大应变下发生应力诱导的熔融重结晶。中温区,晶体在非线性形变区发生大规模的无定形化,破坏重构阶段有序度较低的假六方结构开始增多。低温区,薄膜发生不均匀形变,拉伸后期主要生成非周期性的假六方结构。通过解析不同应变和温度空间内的相结构,构建了乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜拉伸服役过程中的非平衡结构图谱。（4）搭建了一套三层共挤吹膜实验装置,并实现高性能液晶高分子薄膜的吹膜加工。通过优化整体设计方案和对风环结构进行调整,该装置能够满足与同步辐射X射线线站联用的需求。通过在模头连接处增加卡环结构,该装置可以实现上吹和下吹两种吹膜方式。利用该装置,结合对液晶高分子结晶行为的研究,实现了液晶高分子的稳定吹膜和性能调控,为突破液晶高分子薄膜制备的工业难题提供理论指导。