高分子形态学是高分子物理学的一个分支,其研究内容包括了高分子结晶和熔融过程中的聚集态形貌、结构等方面的一些基本问题。本论文利用示差扫描量热法(DSC)等方法研究了丙烯酸酯(AAn,n为侧链碳原子数)均聚物(PAAn,n:侧链碳原子数)和丙烯酸酯无规共聚物(P(AA18-co-AAn),n:侧链碳原子数)的热性能,并利用原子力显微镜(AFM)和偏光显微镜(POM)研究了聚丙烯酸十八酯(PAA18)的结晶和熔化过程中形貌和结构的变化。同时,由于聚丙烯酸酯本身机械强度较差,在使用过程中需要支撑底膜复合使用,本论文主要是基于温敏性聚丙烯酸酯包装材料的应用需要,研究了温敏性包装材料的温敏涂层聚丙烯酸酯的热性能和温敏性包装材料的支撑底膜聚丙烯多孔膜的制备工艺条件。研究结果表明,丙烯酸酯均聚物的熔融和结晶行为与其侧链长度密切相关,当侧链碳原子小于10时,聚合物不具有结晶能力;当侧链碳原子数大于10时,聚合物具有结晶能力,并且其熔点和熔融焓随着侧链碳原子数的增加几乎线性增加。聚丙烯酸十八酯共聚物的热性能研究分为两部分,即丙烯酸十八酯与其可结晶同系物和非结晶同系物的共聚物。共聚物的熔点和熔融焓介于共聚双组份均聚物之间,并随AA18含量的增加而递增。丙烯酸十八酯与可结晶性丙烯酸酯同系物共聚物的结晶和熔融行为,随共聚组分及组成的变化趋势明显不同于其与非结晶性丙烯酸酯同系物的共聚物。丙烯酸十八酯与非结晶丙烯酸酯同系物的无规共聚物,熔点的实测值低于计算值,随着侧链碳原子数的增加而增大,熔融焓在丙烯酸十八酯含量较低时与计算值偏差较大。丙烯酸酯共聚物的熔点和熔融焓可以由共聚的双组分的比例通过简单的计算得到。在丙烯酸十八酯与可结晶同系物的共聚物中,随着丙烯酸酯侧链碳原子数的减少,对共聚物结晶度的影响明显增加。在丙烯酸十八酯与非结晶同系物的共聚物中,随着丙烯酸十八酯含量的增加,共聚物的结晶度和相对结晶度均逐渐增加,而熔程的最大值变化不大。采用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了聚丙烯酸十八酯均聚物,并对其结晶和熔融行为进行了研究,结果表明,聚丙烯酸十八酯的结晶方式既不同于小分子结晶也不同于传统的主链高分子结晶。在等温结晶初期,薄膜表面非垂直取向的烷基侧链采用传统的“头碰头”和“相互插入”方式排入晶格,首先形成直立(Edge-on)片晶。随着结晶时间的增加,Edge-on片晶作为诱导核,使得垂直表面取向的侧链逐渐排入晶格,开始生成依附于Edge-on片晶生长的平躺(Flat-on)片晶。随着等温时间的进一步延长,熔体中生成不依附于Edge-on片晶生长的Flat-on片晶。这两种类型的Flat-on片晶同时增长,逐渐填充满未结晶区域,直至结晶完全。而熔融时,聚合物总是先从Flat-on片晶开始熔融,Flat-on片晶熔融后,Edge-on片晶开始熔融。为了丙烯酸酯温敏包装材料的应用,进一步对包装材料的多孔聚丙烯底膜进行了研究。采用AFM、扫描电镜(SEM)、POM及DSC等手段对α和β晶型聚丙烯原始厚片的形态结构、成核剂诱导β晶生长方式及工艺条件对聚丙烯原始厚片形态结构的影响进行了研究,结果表明,α晶的片晶堆积致密几乎没有缺陷,而β晶的片晶有很多缺陷和缝隙,这些缺陷在拉伸时有利于微孔的形成;聚丙烯在成核剂的诱导下,垂直于成核剂的特定晶面生长,有利于微孔的形成;铸片辊温度在120℃左右时可以制得高β晶含量的聚丙烯厚片;适当提高铸片辊的转动线速度,有利于成核剂的取向排列,从而得到取向程度较好的β片晶结构;挤出口模的温度对厚片的质量有很大影响,温度过高不利于β晶的生长,温度过低物料的塑化程度不好,成核剂分散不均匀。薄膜的孔隙率随拉伸倍数增加而升高,当拉伸倍数增大到3.5倍以上,薄膜的微孔由于受到横向的压力而逐渐闭合;在较低温度下拉伸利于微孔的形成,但温度过低容易发生断片;在较低应变速率下拉伸薄膜微孔孔径小、孔径分布窄、外观均一,随拉伸应变速率增加孔径增大、孔径分布变宽,应变速率过高会导致薄膜表面被撕裂形成大孔,内部不能形成贯穿的通孔。利用已合成的丙烯酸酯作为疏水单体,合成了疏水改性聚合物,并进行了部分性能研究,发现合成的聚合物具有较好的流变性质。