多流体多次注入注射成型的理论基础及其制品的形态结构

在气体辅助注射成型聚合物结构演变研究的基础上，提出多流体多次注入注射成型(MIMMF)的概念，即对两种（或多种）聚合物组分，其中一种欠料注射进入模具型腔后，另一种聚合物采用一个独立的微型高速注射单元实现对基体聚合物熔体快速穿透，并推动外层熔体产生高速形变并充填满整个型腔，随后对外层熔体和内层熔体同时进行保压冷却，进而获得制品的一种新型注射成型加工方法。该过程会导致更为丰富的结构演变和性能提高，故项目拟在数值模拟的基础上结合实验验证，探讨聚合物熔体在MIMMF过程中的熔体流动规律和流变行为，建立适于描述熔体在MIMMF过程特殊流场条件下的数学物理模型；深入研究二次熔体穿透过程对基体聚合物熔体形态结构形成、演化的影响，并最终阐明MIMMF过程中加工-形态-性能的相互关系。项目研究成果可以丰富加工的基本理论和加工方法，为聚合物高性能化提供思路和指导。

项目创新性地搭建了多流体多次注射成型的实验平台，采用多种实验研究方法并结合数值模拟，探讨了不同聚合物熔体在多流体多次注射成型过程中耦合外场作用下结构演变的规律。项目建立了描述多流体多次注射成型流场、温度场的数学模型；通过调控外场条件、分子结构参数等，深入研究了聚合物熔体在二次流动中凝聚态结构形成、演变的规律，阐明了多流体多次注射成型过程中加工-形态-性能的关系，研究结果对深入理解加工复杂外场聚合物的结构演变，对聚合物材料的高性能化有重要的理论价值和实际意义。研究工作有关界面处特殊晶体形态的发现，以及复杂约束界面作用下的非等温结晶动力学问题的研究结果，为后续多种熔体穿透过程界面处复杂形态结构演变以及调控的研究提供了思路。在项目支持下，已发表相关论文28篇，其中SCI收录论文21篇，待发表SCI收录论文3篇，申请中国发明专利1项。