晶体生长前沿是否存在预有序结构或预有序相是经典一步生长模型和多步生长模型的本质区别。深入理解高分子相转变中晶体生长机制是改变聚集态结构,继而调控其性能的关键,也是高分子物理与高分子加工中的重要研究课题。片晶生长前沿的界面层不但可能包含中介相（其有序程度介于晶体与无定形相之间）,同时还可能包含有形成中介相前的熔体和中介相结晶形成的初生微晶。界面层结构的快速演化和空间分布上的非均质性,导致现有表征方法的时空分辨率与灵敏度无法满足直接分辨界面层位置与结构的要求。实际上,在固固相转变中,如果位于两个晶相之间的界面中存在预有序结构,中介相与晶相之间明显的力学性质差异使得界面层形态结构的直接表征成为可能。聚丁烯-1（PB-1）熔体结晶通常生成II型晶体,室温放置时会自发的转变为I型晶体,是研究高分子相转变中晶体生长机制的模型体系。本文采用光学显微镜（OM）和原子力显微镜（AFM）研究了受限条件下单层片晶的结晶形态与生长动力学,继而原位表征了II型单层片晶的Ⅱ- Ⅰ晶型转变过程,进一步揭示了晶型转变界面层中的结构演变,探讨了中介相在高分子相转变的多步生长机制中的作用。本研究不但可以加深对高分子相转变中片晶生长过程的认识,也可以为通过相转变调控聚集态结构与性能提供新思路。主要工作及结果总结如下:1初始结晶形态结构能够显著影响固固相转变行为,高分子超薄膜结晶是制备缺陷少、高平整度单层片晶的可行方法。研究发现,结晶条件对超薄膜中PB-1结晶形态结构具有明显影响:超薄膜结晶通常可以生成平躺取向的II型和I′型晶体。随结晶温度升高,II型树枝晶的分叉密度降低,片晶厚度和侧枝宽度增大。对于I′型晶体,随结晶温度升高,由不规则分叉的海藻晶演变为具有规整生长晶面的单晶,片晶厚度增大。II型和I′型晶体的生长速率均随温度的升高而降低,且II型晶体的生长速率均远大于I′型晶体。对超薄膜施加流动可得到edge-on取向的II型片晶,在生长过程中可转变为flat-on取向。随结晶温度升高,转变成flat-on片晶的数量增加;随剪切温度升高,edge-on片晶的数密度降低。通过溶剂选择性溶解的方法发现edge-on向flat-on片晶取向转变的位点在edge-on片晶生长前沿的侧表面。2利用AFM轻敲成像模式表征了超薄膜单层片晶内Ⅱ- Ⅰ晶型转变过程,研究了晶型转变动力学及其影响因素。研究发现:相转变前后晶体会产生明显的相差和高度差,即转变得到的I型晶体区域相差增大,高度降低;直接从AFM相图或高度图变化得到室温下I型晶体的线生长速率为0.46μm/day。与冲洗样品相比,未冲洗样品内的II型单层片晶具有较小的I型晶体线生长速率,可能源于折叠链端分子链段运动能力的降低。I型晶体线生长速率与退火温度的关系呈现出钟形曲线,40°C为最快生长温度。在相同退火温度下,I型晶体线生长速率随初始II型片晶厚度增大而增大。3采用AFM原位表征了超薄膜单层片晶中Ⅱ- Ⅰ晶型转变界面层的形态结构及演变过程,进一步加深了中介相对固固相转变片晶生长影响的认识。研究发现:I型晶体生长前沿存在厚度约290 nm的界面层。不同于I型和II型晶体的热膨胀行为,并基于界面层的高分辨形态表征和选择性熔融结果的综合判断,界面层是由I型纳米晶（直径约20-40 nm）和中介相共同组成。通过追踪界面层中I型纳米晶的成核生长过程,发现I型纳米晶的成核诱导期和生长周期分别为170 s和510 s。众多I型纳米晶的并发成核与生长引起了的界面层的推移。相比于在晶型II中直接成核,分析表明界面层中的中介相可以显著降低I型成核的界面能与成核能垒。最后,I型纳米晶通过一个稳定化过程形成稳定的I型片晶。I型晶体在II型晶体内的生长过程可以用片晶多步生长模型来描述。4在本体中通过施加预剪切制备了不同取向程度的初始II型片晶,继而研究了取向多层的II型片晶对Ⅱ- Ⅰ晶型转变动力学的影响。研究发现:初始II型片晶取向能够显著加快Ⅱ- Ⅰ晶型转变动力学,I型晶体成核诱导时间（ti）与II型晶体（200）晶面取向度符合标度关系:ti～f200-1;取向的晶型II转变为取向的晶型I。进一步研究发现当初始II型片晶厚度相同时,取向片晶比无规取向片晶能够缩短ti,这是由于取向片晶即平行排列的片晶中含有更多的系带分子链从而提高了I型晶体的成核概率,加快了Ⅱ- Ⅰ晶型转变动力学。