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本文运用原子力显微镜(AFM)、掠入射X射线衍射(GI-XRD)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SA-ED)等手段，研究了在固态基底上和刚性受限环境中尼龙6和尼龙46薄膜结晶所形成的片晶取向，系统地考察了薄膜厚度、基底性质、结晶温度等因素对薄膜中片晶取向的影响。本研究主要内容包括： ⑴在亲水基底Si-OH上，随着薄膜厚度的降低，尼龙6的晶体形貌逐渐由二维球晶转变为片晶的束状聚集结构。对膜厚小于50 nm的超薄膜，可观察到纤维状晶体和束状晶体混合的形貌。在中性基底Si-C或者疏水基底Si-OTCS上，尼龙6薄膜的形貌与亲水基底类Si-OH相似;但在超薄膜中，出现了明显的不浸润现象。GI-XRD的表征说明，当薄膜厚度大于50nm时，基底性质的改变不影响片晶取向，尼龙6结晶形成α型晶体，片晶为长条状(lath-like)，片晶取向以Edge-on为主，且氢键面（ab面，b轴为分子链轴）与基底平行，口、b轴绕c*轴呈各向同性分布。这表明尼龙6晶体中表面自由能最低的ab面倾向于暴露在自由表面上，导致产生有利于Edge-on取向的晶核，而Edge-on片晶沿a轴方向的快速生长消耗了大部分熔体，抑制了Flat-on取向片晶的形成。当薄膜厚度小于50 nm时，尼龙6的片晶取向表现出一定程度的基底性质依赖性。在Si-OH上，尼龙6仍以ab面平行于基底的Edge-on取向为主。以亲水性较差的Mica-C为基底，SA-ED的结果表明，薄膜中部分α型晶体倾向于采取Flat-on取向。当膜厚约为30nm时，虽然所用结晶温度不利于尼龙6的γ型晶体生长，但在Mica-C基底上可观察到Flat-on取向的γ型单晶。尼龙6的γ晶型具有假六方对称性，在薄膜中可以形成大面积表面平整的Flat-on片晶，有利于降低薄膜体系的自由能。 ⑵在亲水基底Si-OH上，尼龙46的薄膜形貌与尼龙6类似，随着膜厚的降低，形貌逐渐由二维球晶转变为片晶的束状聚集结构。膜厚低于100 nm时，可观察到束状晶体和倾向于平躺的片晶堆积的混合形貌，Flat-on取向的片晶出现在薄膜靠近基底的部分。在中性基底Si-C和疏水基底Si-OTCS上，尼龙46超薄膜有严重的不浸润现象。GI-XRD实验表明表明，尼龙46薄膜的片品取向有明显的基底性质依赖性。在亲水基底Si-OH上，薄膜中同时含有Edge-on和Flat-on取向的片晶。Edge-on片晶的晶体结构为单斜，氢键面（ab面，b轴为分子链轴方向）平行于基底。对Flat-on取向，除了观察到具有单斜结构的片晶以外，还发现有部分片晶的衍射符合尼龙46三斜晶体的特征，与尼龙66的α晶型类似。在疏水基底Si-OTCS上，尼龙46的片晶取向则以Edge-on为主。与尼龙6相比较，亲水基底Si-OH上尼龙46薄膜中出现了更多的Flat-on片晶。不同于尼龙6片晶的折叠面由疏水的烷基链段构成，尼龙46的链折叠部分中含有未成氢键的酰胺基，可与亲水基底Si-OH形成氢键相互作用，这应是其Flat-on取向的片晶增多的主要原因。SA-ED的结果表明，当Miea-C上的尼龙46薄膜厚度低于50 nm时，可以观察到假六方的单晶衍射，单晶采取Flat-on取向。在Brill转变温度之上，尼龙46可以形成假六方的高温相，一维受限环境有利于在降温过程中“冻结”这种结构。 ⑶在尼龙薄膜的表面旋涂一层聚酰亚胺，可获得了具有“三明治”结构特点的“基底-尼龙-聚酰亚胺”样品。所用聚酰亚胺的玻璃化转变温度为270～280℃，可为尼龙6和尼龙46薄膜结晶提供（准）刚性受限环境。考察（准）刚性受限结晶发现，尼龙6薄膜中片晶以Edge-on取向为主。在疏水基底Si-OTCS上，尼龙46也仍以Edge-on为主。在亲水基底Si-OH上，随着膜厚的降低，可以观察到尼龙46片晶取向从Edge-on转变为完全的Flat-on，这是在尼龙薄膜中首次发现完全Flat-on取向的可能性。“三明治结构”可以改变尼龙46薄膜上层界面的性质，降低分子链运动性和Edge-on成核结晶速度，有利于形成Flat-on取向片晶。