分子量和分子量分布是线形高分子最重要的特征。几乎所有高分子的物理结构和性质都与分子量及其分布密切相关。在结晶过程中,不同分子的结晶速率不同,这个现象称为分子分凝。混合分子量不同的结晶聚合物,在一定条件下两组分会发生共结晶,部分分子分凝和完全分子分凝,因此通过调控结晶温度可使混合物结晶发生分子分凝。利用不同分子量分子的结晶速率不同,我们可获得既有好的加工性能又有好的力学性能的聚合物复合材料。　　 聚合物薄膜因在电子光学器件、传感器、太阳能电池等很多领域都有潜在的应用而成为近期研究的热点之一。借助于原子力显微镜(AFM),超薄膜结晶使人们能够在真实时空下研究高聚物结晶及其相关链行为。由于薄膜体系可以被认为是一维(1D)受限体系,故其结晶形貌、动力学等均不同于本体结晶。在本体结晶中广泛存在的分子分凝现象是否也存在于聚合物超薄膜结晶中?线形高分子最重要的特征--分子量及其分布,又是如何影响聚合物超薄膜结晶的?对这些问题的思考促使本论文研究课题的提出。　　 本论文中,我们采用在位的带有热台的原子力显微镜,研究不同结晶温度下,不同分子量((M)w=5,040g/mol和(M)=35,000g/mol)的聚氧化乙烯(PEO)等质量混合物在硅片上形成的准二维单层薄膜等温结晶图案。　　 本研究工作的内容主要包括:研究不同结晶温度下的混合物结晶图案,以确定本体结晶中广泛存在的分子分凝现象是否也存在于聚合物超薄膜结晶中;通过定量分析结晶图形的分形维数和结晶厚度,对比纯组分和混合物的结晶图案,研究其共性和个性,探求结晶图案形成的宏观和微观机制；通过在位实验,结合动力学分析,提出部分分子分凝区域结晶图案形成机理。　　 本研究工作的研究意义在于:我们证明了聚合物薄膜结晶主要受扩散作用和表面成核作用控制。无论是混合物还是聚合物纯组分,低温时扩散主导聚合物薄膜结晶,形成分形结晶图案,而高温时表面成核则是结晶图案形成的主要控制因素。在混合物体系中,我们发现聚合物超薄膜结晶也会发生共结晶、部分分子分凝结晶和完全分子分凝。在部分分子分凝区域我们首次观测到具有双厚度的结晶图案,通过在位AFM观测,并对其结晶行为进行详细分析,我们提出了该图案形成机理。我们认为:薄的分形主干主要由高分子量的PEO形成,而其厚的边缘主要由低分子量的PEO形成。高分子量分子具有相对较高的过冷度,容易成核,先结晶形成中间树枝状的主干部分,该过程由扩散控制凝聚机理(DLA)控制。长链分子在其晶体尖端为短链分子提供了成核位点,短链分子后结晶,但由于其链长较短,且具有高的扩散速度,在高的结晶温度下分子会进行分子结构调整,因此在边缘部分形成方形晶体。　　 希望本研究工作能够为聚合物分子分凝的研究提供了可供参考的数据与理论补充,对我们所关注的热点问题的解决能够有所贡献,这也是本论文最大的意义所在。