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近年来，可降解聚合物材料的研究开发已经成为聚合物领域研究的热点之一。而大多数可降解聚合物在一定条件下都是可以结晶的，所以研究可降解聚合物的结晶和熔融行为对于材料的加工和改性等具有重要的指导意义。聚丁二酸丁二酯(PBS)是一种重要的可生物降解聚合物。本文利用原子力显微镜(AFM)、偏光显微镜(POM)、示差扫描量热分析仪(DSC)等分析手段研究了PBS的结晶和熔融行为，主要开展了以下几方面的工作：
(1)研究了PBS的结晶行为。在所研究的温度范围内(60～105℃)所生成的PBS球晶均为负球晶。PBS在85℃以下等温结晶可以生成环带球晶。PBS环带球晶的环带间距随着结晶温度的升高而变大。PBS的环带球晶中往往含有非环带的“花瓣”状部分，“花瓣”的数量随着结晶温度的升高而增加，直到较高温度下不生成环带球晶。AFM观察环带球晶内部结构表明，环带球晶内部凸起和下凹的部分分别由edge-on和flat-on的片晶组成。Edge-on片晶区域具有比flat-on片晶区域更大的粗糙度。利用DSC研究PBS的等温结晶动力学的结果表明：PBS等温结晶的Avrami指数n介于2～3之间，说明同时存在异相成核的二维和三维晶体的生长；且随着结晶温度的上升，n值逐渐下降，发生了从三维生长为主向以二维生长为主的转变。此外，对不同厚度的PBS膜中等温结晶过程中球晶径向生长速率的研究表明，较薄的膜中球晶的生长速率要明显比厚膜慢。
(2)研究了PBS的多重熔融行为。利用DSC研究PBS的熔融行为时发现，PBS升温熔化的过程中存在多重熔融现象。广角X-射线衍射(WAXD)的结果表明，在不同温度等温结晶得到的PBS晶体的晶型相同，都属于PBS的α晶型晶体，证明多重熔融行为不是由于不同晶型的晶体的熔融产生的。利用温度调制示差扫描两热分析(TMDSC)研究表明，在升温过程中同时存在熔融重结晶以及两种热稳定性不同的晶体在不同温度的熔化，并且这两种热稳定性不同的晶体都是在结晶温度Tc同时生成的。在此基础上对熔化过程中四个不同的熔融峰进行了归属。Tml和Tre同时出现，且在结晶温度较高时(95℃以上)无法观察到，说明Tml是由熔融重结晶时生成的更加稳定的片晶的熔化形成的。在TMDSC的不可逆热流曲线上可以清楚地看到存在一个熔融重结晶过程，而在可逆热流曲线上可以看到两种同时在Tc生成但热稳定性不同的晶体的先后熔化。因此认为中间的两个熔融峰Tm2和Tm3代表两种同时生成的热稳定性不同的晶体的熔化。最低温的退火峰Tm4在TMDSC扫描过程中仅出现在不可逆热流部分，而且其峰面积和峰值温度随着退火温度的增加而增加，因此推断Tm4是由于刚性无定形相向自由无定形相的转变造成的。
(3)原位研究了PBS单晶在不同基底表面的退火过程。利用自成核方法制备了溶液生长的PBS单晶，研究了结晶温度对单晶形貌和晶片厚度的影响。随着结晶温度的下降，溶液生长的PBS晶体逐渐由单层片晶转变为多层片晶和晶体聚集体，且晶片厚度随结晶温度的下降而逐渐减小。利用高温AFM原位研究了PBS单晶在退火过程中形貌随退火时间和退火温度的变化。此外还发现单晶的退火行为受基底的影响。在无定形碳膜上退火的时候，单晶开始熔化的温度要比在云母基底表面退火时低约10℃。单晶在这两种基底上退火时的形貌变化过程也不同。由于PBS液滴在碳膜和云母两种基底上的接触角不同，所以初步推断单晶在两种基底上的熔融行为不同是由于PBS分子与基底之间的作用力不同造成的。