单向拉伸方法是目前工业上制造锂离子电池微孔隔膜的主要方法之一,聚合物熔体首先在挤出流延过程中形成具有取向片晶结构的流延膜,其片晶平行排列且沿垂直于挤出方向取向。随后经过热处理、冷拉伸、热拉伸和热定型等步骤获得微孔结构。分子量、分子量分布、支化度等原料参数以及热处理工艺、冷拉伸工艺、热拉伸工艺与热定型工艺等加工工艺均影响着微孔膜的最终成孔结构。目前国内外围绕单向拉伸聚丙烯微孔隔膜的成孔结构控制以及成孔机理研究已经开展了不少工作,但对于单向拉伸聚乙烯微孔隔膜制备技术的研究与积累仍不够完善。本文第一部分考察了分子量分布对高密度聚乙烯单向拉伸制备微孔膜结构与性能的影响。分析分子量分布对HDPE流变性能、缠结分子量与结晶性能的影响,并表征了相应HDPE热处理膜的力学性能与微孔膜的成孔性能。第二部分选用第一部分中的HDPE1作为研究对象,利用同步辐射小角/广角X射线衍射(SAXS/WAXS)技术与原位红外光谱技术实时跟踪HDPE1热处理膜在不同冷拉伸温度下的结构变化过程。第三部分是在第二部分的基础上使用原位跟踪技术探究常温下不同冷拉伸速率对HDPE1热处理膜的影响,明确不同冷拉伸工艺对微孔膜成孔性能的影响。实验结果表明:1、表征了 3种不同分子量分布的HDPE原料参数与由其制备而成的热处理膜及微孔膜的各项性能。测试了 3种HDPE原料的旋转流变性能与拉伸流变性能,并计算了缠结分子量,同时对由3种HDPE制成的热处理膜进行DSC、SEM与力学性能等测试以及表征相应微孔膜的成孔性能。实验结果表示,HDPE1分子量分布宽,具有较多的高、低分子量部分。由于高分子量部分的缠结与成核作用,使HDPE1的缠结分子量最小,为4833g/mol,热处理膜片晶厚度最厚,为35.2nm,非晶区缠结密度最大,为7.97×1027 m-3,tie链体积分数为0.26%。HDPE3分子量分布最窄,高低分子量尾巴影响最小,使其缠结分子量为12064g/mol,热处理膜非晶区缠结密度与tie链体积分数最低,分别为3.56×1027m-3与0.17%。而HDPE2与HDPE3具有相似的重均分子量,但HDPE2的分子量分布比HDPE3宽,因此HDPE2的缠结分子量比HDPE3的小,同时在高分子量部分的影响下,使HDPE2热处理膜的非晶区缠结密度与tie链体积分数均比HDPE3大。由于HDPE3热处理膜的非晶区缠结密度与tie链体积分数最小,使非晶区中分子链在后拉伸工艺中更容易延展,小利于成孔,导致HDPE3微孔膜的Gurley值最大,平均孔径最小,成孔性能最差,而HDPE1与HDPE2具有较好的成孔性,可用于制备锂离子电池微孔膜。2、分别将SAXS/WAXS和红外光谱与微型拉伸装置联用,实时跟踪HDPE1热处理膜在不同温度下的冷拉伸过程以及探究在相同热拉与热定型工艺下,不同冷拉伸温度对HDPE1热处理膜成孔性能的影响。此处,冷拉伸过程是相对于后面热拉伸阶段而言的。发现随着冷拉伸温度的升高,晶区与非晶区中的分子链运动能力增加,使片晶发生滑移及产生弯曲变形与提高非晶区的形变能力,减小片晶的分离程度,降低成孔性能。因此在120℃下冷拉伸制备的微孔膜平均孔径为19.8nm、Gurley值为342s/100mL,成孔性能差;而在25℃下冷拉伸制备的微孔膜平均孔径比120℃制备的大7.2nm,具有更出色的透气值及成孔性能。3、在第三章的基础上,实时跟踪跨越两个数量级的冷拉伸速率对HDPE1热处理膜拉伸过程的影响以及探究在相同热拉与热定型工艺下不同冷拉伸速率对HDPE1热处理膜成孔性能的影响。同样此处,冷拉伸过程是相对于后面热拉伸阶段而言的。发现随着冷拉伸速率增加,在小应变下,以片晶间的无定型部分变形为主,使片晶分离程度更大,有利于提高成孔性能。因此,以150mm/min的冷拉伸速率制备微孔膜平均孔径最大,为32.3nm,成孔性能好;而以7.5mm/min的冷拉伸速率制备的微孔膜平均孔径小,为23.9nm,成孔性能差。