半结晶性聚合物硬弹性膜主要采用挤出流延方法制备，聚合物熔体在口模与流延辊之间的可控距离内受到高速拉伸力场和变温温度场的共同作用，分子链被拉伸快速结晶，形成垂直于挤出方向的平行排列片晶结构。此类硬弹性膜具有类似塑料的高拉伸模量、高屈服强度，也能像硫化橡胶一样在大应变后发生高弹性回复。但目前对此类材料高回弹性能的来源仍有争议。聚丙烯(PP)硬弹性膜经过常温拉伸诱发成孔、高温拉伸扩孔可以制备微孔膜，目前主要用于锂离子电池中作为隔膜应用。近三十年来，大量的研究工作分析了不同拉伸阶段硬弹性材料结构演化规律，提出了一系列有关拉伸工艺-微观结构演化-成孔结构的模型。但这些模型大多只能唯象的推论孔的形成过程，无法从根本上解释拉伸工艺如何调控微孔尺寸。显然，在理解室温下硬弹性材料弹性回复机理的基础上，分析温度影响的硬弹性材料结构演化规律，理解拉伸过程能量演变对硬弹性材料微观结构转变的内在驱动作用，从而搭建能量-结构-性能三者之间的逻辑关系，无疑将有利于设计和控制锂离子电池隔膜成孔结构与性能的优化。
　　基于此，我们选用了硬弹性PP热处理膜作为研究对象，跟踪了PP硬弹性膜在室温下三次循环拉伸过程的结构演化规律，从能量角度阐述了微孔表面张力产生的能弹性和非晶区分子链蜷曲的熵弹性协同作用对硬弹性材料弹性回复的驱动贡献;通过跟踪循环拉伸后薄膜的低温热处理过程，明确非晶区分子链的运动对硬弹性材料性能回复的影响，阐明了初始结构破坏与界面破坏之间的关系，为后续工程上控制初始孔核的尺寸大小和分布提供了理论依据;通过跟踪高温拉伸过程硬弹性膜微观结构演化与成孔性能的内在联系，明确拉伸功和活化能对拉伸微孔的形成和演变的影响机制。主要得出以下结论:
　　1、通过三次循环拉伸实验阐明了PP硬弹性膜循环过程中微观结构的形变机理和室温下高弹性回复的来源。在第一次拉伸过程中，分离的片晶堆间形成可回复的晶间银纹和纳米孔洞。在随后循环拉伸过程中，体系形变基本一致;片晶结构发生周期性分离和回复变形，无定型分子链发生可逆的延展-蜷曲运动，孔洞发生可逆的拉伸扩张和回复收缩。而在回复过程中，在应变100％～60％之间主要是表面能驱动体系回复，而应变60％以后的回复主要是熵效应为主。PP硬弹性膜在室温下的高回弹源于能弹性和熵弹性的混合贡献。
　　2、通过小角X射线散射(SAXS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和力学测试等表征方法详细研究了PP硬弹性膜循环拉伸后在45℃低温热处理过程，阐明了无定型区结构变化对硬弹性膜力学性能的影响。研究发现:在45℃热处理过程中，片晶结构基本保持不变;低温热处理导致的力学性能自修复来源于tie链和无定型缠结链的回复。tie链体积分数的变化导致了初始模量和屈服强度的增加;而无定型缠结链的回复导致了应变硬化减弱和应力应变曲线平台区收缩。基于上述的结构演变，初步提出了硬弹性材料中片晶堆-tie链网络和无定型缠结链网络组成的双网络力学模型。在硬弹性材料的常温拉伸初始阶段，主要是片晶和tie链组成的硬网络结构受力，拉伸主要导致片晶堆间tie链被拉伸抽出;在应变平台区主要是发生界面银纹的延展和缠结点间分子链的拉伸延展;而在大应变下，体系主要对无定型缠结网络做功，无定型缠结网络被拉伸变形，导致体系出现明显的应变硬化。这一模型有助于进一步了解拉伸过程无定型区结构演变与力学性能变化的内在联系。对工程上的拉伸成孔过程而言，成孔主要由非晶区的分子链运动控制，合理的升高拉伸温度将有助于孔隙控制。
　　3、利用X射线散射技术原位跟踪研究了PP薄膜高温拉伸过程产生的片晶堆、架桥纤维晶和微孔等微观结构。从力学性能参数和SAXS的结果考虑了微孔形成与活化体积的相关性以及拉伸功与拉伸后形成新表面积之间的关系。研究发现，拉伸温度主要影响拉伸活化体积和拉伸功大小。活化体积影响拉伸后分离片晶堆的厚度和形成的微孔密度。拉伸温度越高，活化体积越大，形成的微孔密度越低。拉伸功决定形成的新表面积大小。拉伸温度越高，拉伸做功越少，所形成的新表面则越小，体系孔洞大而疏。从而解释了高温拉伸变形过程中温度对微孔形成和扩大的影响机制。拉伸温度对微孔膜结构和性能影响的实质是能量的差异主导了微孔膜微观结构的演化，进而决定了微孔膜的性能。拉伸功和微孔比表面积之间的关系体现能量转换的守恒。