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半结晶高分子通常被看成是由相互关联的片晶与缠结的非晶分子链构成的互穿网络，其结晶行为和形变机理是科研界与工业界关注的重要内容，探寻高分子材料的结构特征与宏观力学性能之间的相互联系有着实际意义。本论文选择多晶型聚合物聚丁烯-1均聚物和丁烯-1/乙烯共聚物作为研究对象，利用小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)、示差扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)等多种方法，对其结晶行为、形变过程中的晶型转变和结构演化以及空洞化等现象进行了研究，主要结论如下: 1.分子量对聚丁烯-1均聚物的结晶和熔融行为的影响 利用温度依赖的SAXS在线跟踪了三种不同分子量的聚丁烯-1均聚物的等温结晶及其后续加热过程的结构演化行为，并建立了片晶厚度和温度之间的关系，发现存在三条具有不同的斜率却享有同一平衡结晶温度的结晶线，然而，所有分子量的聚丁烯-1共享同一条重结晶线和一条熔融线。这一现象源于由小晶块组成的原生晶的表面自由能会随着分子量的增加而升高，进而导致结晶线的斜率的增加;而在原生晶通过稳定化逐渐形成稳定晶的过程中，不同分子量造成的表面能差异逐渐消失，最终表现出一条重结晶线和熔融线。这一结果验证了Strobl提出的聚合物结晶的多阶段模型，从熔体到结晶相的过程中经历了一个中介相。 2.记忆效应对丁烯-1/乙烯共聚物结晶行为的影响 研究了丁烯-1/乙烯共聚物结晶过程中记忆效应的影响，通过调控熔体温度来直接获得晶型Ⅱ或者晶型Ⅰ，这两种晶型的形成依赖于熔体的温度，与初始的晶体结构无关。我们将熔体的记忆效应归因于:低温的不均匀的熔体，存在预有序链段堆积结构，易于晶型Ⅰ的成核;高温的无规分布熔体，则导致晶型Ⅱ的产生。该部分工作为加工过程提供了一条便捷的方法，可以实现通过聚丁烯-1的共聚物的熔体在常温下直接得到稳定态的晶型Ⅰ。 3.应力诱导的熔融重结晶机理的实验判据 研究了聚丁烯-1的晶型Ⅰ在高温下拉伸的结构演变，发现了亚稳态的晶型Ⅱ的形成。由于链构象和晶格尺寸的限制，稳定态的晶型Ⅰ不可能直接通过滑移过程转变为晶型Ⅱ，因此，晶型Ⅰ必须通过两步形成晶型Ⅱ。首先，由于倾斜方向晶型Ⅰ的微晶承受较大的剪切力，其在应力诱导下逐渐熔融;然后，熔融形成的自由分子链重结晶形成沿拉伸方向取向的亚稳态的晶型Ⅱ。这个实验现象为形变过程中应力诱导的熔融重结晶机理提供了直接的实验判据。 4.聚丁烯-1均聚物的本体结晶和应力诱导结晶之间的关系 对比了聚丁烯-1均聚物的本体结晶和拉伸诱导结晶这两种不同路径的结晶行为，在相同温度下，熔体结晶样品的片晶厚度远大于形变诱导结晶样品的片晶厚度，并且得到两个形成无限厚片晶相对应的极限平衡温度。这两种相似过程的不同结果，可由应力对熔体和结晶过程的热力学参数的影响来解释，结果表明拉伸诱导结晶不需要经过中介相，直接从局部有序的熔体形成结晶相。 5.丁烯-1/乙烯共聚物的不同晶型的塑性形变行为 研究了丁烯-1/乙烯共聚物的不同晶型（通过晶型Ⅱ固固相转变得到的晶型Ⅰ和直接从熔体结晶得到的晶型Ⅰ）的塑性形变行为。相同结晶温度下，晶型Ⅰ具有更高的熔点和更厚的片晶结构。形变过程中，晶型Ⅰ具有更高的机械稳定性，处于倾斜方向的晶体在形变的最后阶段可以保存下来，形成长周期较小的新片晶;晶型Ⅰ则完全破碎熔融，沿着拉伸方向形成新片晶和微纤结构。值得注意的是，拉伸诱导的片晶具有相同的长周期，只取决于拉伸温度，与初始的晶型结构和长周期无关，证明了形变过程中应力诱导的熔融重结晶机理。 6.聚丁烯-1均聚物的空洞化行为 通过精确控制片晶厚度和拉伸温度等参数，我们利用同步辐射超小角X射线散射和广角X射线衍射，研究了聚丁烯-1空洞化行为，构建了空洞化随片晶厚度和拉伸温度变化的相图，提出了空洞化的模型。形变过程中，空洞化的演化存在三种不同的模式:片晶最薄时，不发生空洞化;较厚片晶在任何温度或者较薄片晶在低温拉伸时，生成的圆盘状空洞径向首先垂直于拉伸方向，大形变时转向至拉伸方向;较薄的片晶在高温拉伸时，空洞始终沿着拉伸方向。