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对于不相容高聚物共混体系，产品最终性能往往取决于加工条件以及由此形成的共混物形态，研究的热门之一是分散相的形变问题。有关粘弹性聚合物共混体系的分散相形变机理的研究，最初是将牛顿体系理论进行推广，流场类型集中在剪切作用，最近已有推广到拉伸流场的研究。但有关熔融纺丝过程中分散相的拉伸变形极少有报道。本文针对PS/PP共混体系在较大形变速率下的熔融纺丝拉伸流场中，从各组分的流变特性、界面特性、共混粘度比等入手，分析了熔纺过程中分散相的形变机理，并初步探索了熔纺纤维中径向温度分布。主要研究结果如下:
首先通过选择合适的体系，通过共混熔融纺丝法制备出不同共混粘度比、不同卷绕速度条件下的PS/PP共混熔纺梯度相结构纤维，采用一种全新的快速包埋切片及图像数字化方法对纤维的横纵截面进行表征;结果发现在没有经过拉伸作用的挤出纤维横截面上分散相的尺寸分布均匀，随着拉伸比的增大和粘度比的增大分散相的尺寸分布沿径向梯度变化越来越明显，呈现出内细外粗，内密外疏的结构。此外，当卷绕速度和粘度比增大到一定程度，聚并因素占到了主导地位，致使分散相平均直径有所增大，分散相数目大大减少。
通过毛细管稳态拉伸流变测试，研究发现在测试的拉伸速率范围内，PP、PS熔体单轴拉伸时，拉伸粘度均随着拉伸速率的提高而降低。通过计算固定形变速率下粘流活化能ΔEη发现，在相同拉伸形变速率下PS的粘流活化能明显大于PP的粘流活化能，且PS在较高拉伸速率下对温度的依赖性更大，而PP的拉伸粘流活化能对温度的敏感性随着拉伸形变速率增大而减弱。
根据经验理论，认为分散相液滴形变破裂是基于修正毛细管数Ca*这个无纲量参数沿轴向和径向的变化所导致，并从一维和二维的角度进行验证。从一维的角度即沿纤维轴向，忽略径向差异的前提下分别计算了挤出丝和卷绕纤维的修正毛细管数Ca*，发现随着与喷丝板的距离不断增大，修正毛细管数Ca*随温度的降低而减小总体沿纺程上未发生分散相破裂，最终形成基质-微纤结构。从二维的角度即沿纤维径向，考虑修正毛细管数Ca*在径向上的分布趋势，通过经验公式推导发现修正毛细管数Ca*和毛细管数Ca一样沿共混熔纺纤维径向存在差异，从而导致了分散相沿径向发生了不同程度的形变。
根据Taylor对牛顿体系提出的共混分散相在单轴拉伸流场的形变理论模型，在考虑到界面张力存在的情况下，运用线性形变公式计算得固化点附近纤维沿径向各区的分散相形变程度以及对应的毛细管数。我们发现沿纤维径向从芯层到表层各个等面积区域内，分散相的形变程度越来越小，毛细管数也呈现出逐渐递减的趋势。通过在线取样的方法确定冷却长度大约在0.6m左右，与理论公式计算的0.58m接近，故通过质量守恒算出了在固化点附近0.6-0.7m处的线速度以及轴向速度梯度，即拉伸形变速率为11.05s-1。以纺速为500m/min为例，利用已获得的毛细管流变性能、表面张力等参数，量化了毛细管数与温度的关系;结合通过分散相形变程度计算所获得的径向各区的毛细管数，拟合出熔纺纤维中径向温度分布和拉伸应力分布;结果发现熔纺纤维芯层比表层的温度高19.7K，区域跨度23.35μm，径向温度梯度数量级为105K/m，且与经验理论推导的熔纺纤维中固化点处的径向温度分布比较偏差不大，温度均随着当量半径r/R的增大而递减。