掌握聚合物热动力学转变规律,对工艺条件设置、设备与材料的选取以及材料改性等方面至关重要。本文提出了不干扰生产和成型的情况下定量在线表征了橡胶硫化和聚合物结晶过程的方法,建立了超声波声速与比容和结晶度的定量关系式。主要研究进展如下：(1)在PVT-超声波同步检测装置上测试了橡胶加热硫化过程的声速与比容,展示了单调映射关系,说明监测胶料中声速值可监测其比容值。通过理论分析和数值拟合得到了它们之间的四组定量表达式,其中两个表达式预测值接近实验值。进一步,通过温压等效原理建立了声速—温度的主曲线函数；比容与温度实验数据可很好拟合为直线方程和声阻抗法拟合方程。(2)在无转子硫化仪料腔安装超声波探头建立了转矩、轴向力和超声波同步检测实验装置。对比同步检测的声速曲线与转矩曲线和轴向压力曲线,参考橡胶硫化检测标准提出了超声波声速定量表征硫化历程的方法,定义了硫化特征参数；建立了描述硫化焦烧阶段动力学方程。通过建立的声速-比容方程计算得到随时间变化的比容曲线也可描述胶料的硫化历程。并在两种胶料上得到了验证应用。(3)在PVT-超声波同步检测装置上对冷却结晶过程进行同步在线表征聚合物比容与声速,进而通过比容与结晶度的定量关系建立了声速与结晶度的定量关系式。这样,利用超声波可定量在线表征不同压力下结晶过程。采用修Avrami方程的Jeziorny法和M。法对PP、HDPE的非等温结晶动力学过程进行描述,给出了结晶动力学参数以及降温速率函数；与常规测试结果一致说明本实验方法的可行性。本论文建立的定量在线表征橡胶硫化和聚合物结晶过程的方法可拓展到农征其他聚合物热动力学过程并进行工程应用。