半晶态聚合物结构与性能之间的关系是一个长期存在的难题,主要是由于半晶态聚合物多层次结构的复杂性以及体系中晶区与非晶区共存的影响。此外,结晶聚合物在加工过程中会产生各种热历史,从而使得体系中晶区和非晶区的两相形貌产生巨大差异,例如挤出成型、注塑成型、压缩、退火等。与传统实验方法相比,如:X射线同步辐射,红外光谱,DSC,扫描电镜等,分子动力学仿真具有优异的特性。分子动力学仿真为研究小尺度范围内的微观结构与性能提供了新的途径,采用分子动力学仿真可以很方便的对分子链的构型/构象以及微观结构进行原位研究。本课题采用分子动力学方法构建了粗粒化的线性类聚乙烯结构模型,探究了分子链长度,温度和应变速率对结晶聚合物形变过程中的微观结构及力学性能的响应。分子动力学仿真结果表明屈服行为在高于和低于玻璃化转变温度时分别适应不同的结构转变机理,屈服点以后在较高的温度下观察到了熔融重结晶现象,在较低的温度下观察到了晶格破碎现象。研究同时发现升高温度和降低应变速率对于结晶聚合物的力学行为具有一定的等效性,而相应的时间和温度对微观结构转变的影响则更加复杂。本模拟实验同时表征了微观结构随着应变的变化,包括取向度参数,键长,反反式构象占比等。实验结果表明温度对分子链具有双重影响,一方面温度越高则分子链的柔顺性越高;另一方面温度升高会导致分子链的松弛时间缩短。结晶聚合物在相对较低的温度下拉伸时,体系的反反式构象会有一个增加的过程;相反在较高的温度下,体系的反反式构象在拉伸初期会经历一个下降过程,拉伸过程中这些微观结构参数在靠近屈服点时呈现出关键的转变行为。本论中同时探究了拉伸过程中体系的各种势能的变化。根据对本课题的研究提出了一种描述拉伸过程中微观结构和力学性能之间关系的假设模型。