聚乳酸（PLA）作为一种环境友好型生物可降解高分子,已广泛应用于食品、制药、纺织等领域。PLA本身模量高,透明性好,但同时存在结晶速度慢、耐热性差、性脆等固有缺陷,对于其进一步发展及应用形成了限制。作为一种半结晶性高分子,聚乳酸材料的宏观物理性能依赖于微观晶体结构与形态,通过加工流场调控结晶过程有望改善材料缺陷。过去研究通常利用熔体剪切的方式,试图获得shish-kebab串晶结构来提升材料性能,然而基于熔体加工方式制备均匀分布且高串晶含量的PLA制品始终是一个挑战。本项目针对流动场诱导聚乳酸熔体中串晶的形成及演化问题,将自制拉伸流变装置与同步辐射X射线散射光源联用,深入研究了拉伸流场下聚乳酸结晶行为,分析了串晶形成及演变机理,并论证了其对材料力学性能的显著影响。主要研究内容以及结果如下:（1）研究了PLA在快速拉伸流场下从熔体中结晶形成串晶的过程。通过辐射法制备具有一定熔体强度的交联PLA。同步辐射X射线原位观测结果表明,当施加应变高于1.5～2.0之间的临界值时,PLA会形成大量高取向的shish-kebab串晶结构。串晶的形成不仅大大加速了PLA结晶动力学,同时赋予了固化后样品优异的耐热性。通过仿射形变模型计算,shish-kebab产生需要将缠结网络中交联部分的分子链拉伸至最大拉伸比的67%,这一数值高于通常聚乙烯的46%,揭示了PLA中串晶难以形成的原因。另外,shish-kebab结构具有多晶型分布特征,中心shish棒状体主要由β晶构成,其源于交联网络分子链的强拉伸作用,周围环绕的kebab层状体则由α/α’晶构成,其源于低取向的非交联自由链。通过DMA测试,进一步证明了串晶结构能够赋予PLA在玻璃化转变温度Tg与熔点Tm之间出色的热机械性能,从而实现了构筑分子链变形、串晶结构、串晶形态及材料性能之间的内在关系。（2）研究了拉伸诱导的晶体形态对PLA薄膜力学行为的影响规律及机制。通过对熔体拉伸后的样品实施淬冷,以拉伸应变和淬冷前保温时间为变量,制备了具有不同结晶状态的PLA薄膜。WAXD和SAXS测试表明,结合熔体拉伸和快速淬冷可以精确调控PLA的结晶状态,并且将熔体拉伸后的结晶过程冻结在任一阶段。当施加2.5应变后立即快速淬冷,可以制备出纯β晶薄膜,β晶以棒状shish结构的形式存在。力学测试表明,熔体拉伸之后立即淬冷的样品展现出较好的延展性和韧性,而经历保温过程的样品,则会随保温时间增加,拉伸性能下降,由此说明仅包含β晶型的shish微晶能够显著提升材料的拉伸力学性能。进一步使用SEM对拉伸断裂后样品形貌进行观察,仅含有β晶的样品表面存在大量剪切带及银纹,其能在拉伸过程中吸收耗散变形能并阻止裂纹扩展,从而导致材料的高延展性和韧性。