热塑性弹性体(thermoplastic elastomer，TPE)具有物理交联的结构，因此在加工和循环使用方面比天然橡胶或者合成橡胶有明显的优势。在众多的TPE产品中，聚烯烃热塑性弹性体(TPO)备受关注，因为合成这类材料的单体价格低廉而且来源广泛。目前聚烯烃热塑性弹性体主要包括以下三大类:乙烯-α-烯烃无规共聚物、烯烃多嵌段共聚物和立构规整的聚丙烯弹性体。聚烯烃材料通常具有复杂的链结构和聚集态结构，因此研究TPO的结构与性能关系非常重要。本文主要以烯烃多嵌段聚合物（乙烯-辛烯多嵌段共聚物和乙烯-丙烯多嵌段共聚物）为研究对象，建立起不同层次之间的结构-性能关系，包括从分子链结构、纳米尺度的聚集态结构、微米尺度的宏观形貌到最终的宏观性能。　　本文首先比较了由链穿梭技术制备的乙烯-辛烯多嵌段共聚物(OBC)和由传统Ziegler-Natta催化剂制备的乙烯-1-己烯无规共聚物(ZNEH)两种样品的链结构、聚集态结构和宏观形貌。研究结果表明，OBC硬段中共单体分布非常均一，而ZNEH存在分子内和分子间组成分布的不均一性。结果导致OBC生成了均一且片晶厚度较厚的晶体，而ZNEH中存在大量不完善晶体。通过小角X射线散射(SAXS)证实OBC的部分有序相主要存在于晶相和非晶相之间的过渡层中，而ZNEH的部分有序相结构主要孤立地分散在无定形相中。另外，OBC由于其硬段组成均一且结晶性强，能够形成结构完善的大球晶，而ZNEH中只有较小的晶体。　　其次比较了三个不同OBC样品的链结构、结晶行为、聚集态结构和宏观形貌。利用符合一次Markovian过程的双活性中心模型拟合13C-NMR数据，得到了硬段和软段中的辛烯含量和硬段的重量百分数等链结构参数。通过熔融和结晶行为比较了硬段的长度。以OBC-A为参考，OBC-B所含的硬段含量较低，而OBC-C中的嵌段数目较多，但是嵌段长度较短。WAXD和SAXS结果表明OBC-B中不存在过渡层，其部分有序相主要孤立地分散在本体中;而OBC-A的部分有序相主要存在于晶相和非晶相之间的过渡层中;而OBC-C中的部分有序相同时以上述两种形式存在。在宏观形貌上，OBC-C具有较大的成核密度和较小的球晶尺寸;而嵌段较长的OBC-A则表现出成核密度小，球晶尺寸大的特点。　　通过不同的热处理，我们得到了不同的熔体状态，即均相熔体和介相分离的熔体。在低结晶温度下，具有弱相分离强度的OBC-A，相分离之后浓度效应占主导作用，导致成核密度增加，球晶尺寸减小，结晶速度加快;而对于强相分离作用的OBC-B，相分离的空间限制作用占主导作用，导致结晶速度变慢。由于在较低的结晶温度下，溶解在软段富集相中的硬段可以结晶，在结晶过程中可以起到连接不同相区晶体的桥梁作用，因此都能形成大的晶体。但是在较高的结晶温度下，溶解在软段富集相中的硬段不能结晶，因此相分离的空间限制起到主要作用，导致OBC-A结晶速度变慢，晶体尺寸变小。但是对于OBC-B，由于在高温下相分离的速率快于结晶，熔体的起始状态对OBC-B的结晶动力学和形貌影响很小。通过改变不同的热处理方式可以实现对OBC力学性能的调控，通常从均相熔体淬冷至低的结晶温度下是，得到的材料具有较好的力学性能和弹性。　　我们还研究了取代无桥茂金属催化剂制备的乙烯-丙烯多嵌段共聚物(ethylene-propylene segmented copolymers，SEPs)的结构与性能关系。发现SEP分子链由高丙烯含量的嵌段和低丙烯含量的嵌段交替组成，其结构跟OBC非常类似。通过提高丙烯/乙烯的进气比可以调控丙烯在两个嵌段中的含量，使高丙烯含量的嵌段逐渐变成无定形，而低丙烯含量的嵌段的结晶度下降，最终材料具备TPE的特点。利用不同的方法表征了SEP从纳米到微米尺度的聚集态结构，并与相近结晶度的OBC材料进行了比较。我们发现SEP的熔融温度要远低于OBC，并且片晶厚度小，无定形相厚度也较小，导致大量的无定形相被挤出了片晶之间。SEP的这种聚集态结构导致其应变-硬化现象不明显，且断裂伸长比远远小于OBC。　　最后我们制备了OBC与坍塌结构或插层结构的有机改性蒙脱土(OMMT)的纳米复合物材料。OMMT形成坍塌结构的原因是在乙醇中沉淀时OMMT中部分有机改性剂被萃取流失，并且OMMT片状在材料制备过程中受外力挤压所致。相比较插层结构的蒙脱土(i-OMMT)，坍塌结构的蒙脱土(c-OMMT)表现出更强的成核能力，其成核效率可以超过100％。而OBC/i-OMMT中，由于插层的分子链运动性降低，且能干扰其它分子链在OMMT表面的成核和结晶因此成核效率不高。在纳米尺度上，c-OMMT使得OBC的片晶厚度增加，片晶堆积程度较大，因此在宏观力学性能上体现出明显的应变-硬化现象，而i-OMMT使材料的应变硬化效应不显著，在更大的应变下才发生断裂。但是，由于c-OMMT的坍塌结构，OBC/c-OMMT复合物中粘土粒子的体积分数要小于OBC/i-OMMT复合物，使得前者在低剪切频率下表现出较小的熔体粘度和较大的损耗因子;而由于分子链的插层作用，后者在高的剪切频率下表现出更明显的剪切变稀效应。