纳米注塑成型技术,聚合物/金属复合注塑成型技术的重点发展方向之一,以其成型工艺的高效性与可靠性、成型品质的高档化与个性化,以及成型范围的宽泛化,已初步被应用于微纳米制造、光电科技、3C电子通讯产品、汽车工业等诸多高技术集成的微、宏观加工领域。纳米注塑中,首先需要对金属基材进行表面处理以形成具有蜂窝特征的纳米级凹坑结构,进而通过注塑工艺将聚合物材料以接枝链形态填充其微结构凹坑,形成物理锚栓而固化钉扎实现二者紧密连接,这一过程中,聚合物在金属界面处的流动与填充形态将会对界面连接性能产生至关重要的影响。论文针对纳米注塑聚合物/金属界面锚栓粘合机制与成型成性问题,从分子理论角度探究热边界条件下、半封闭微坑道界面流域聚合物探界面润湿、滑移侵入、拘囿与锚栓形成的分子机制,揭示异质界面液/固二相融合的物理机制,实现把宏观工艺、微观特征与制件性能联系起来,具有重要理论意义与工程实用价值。论文以聚合物聚苯硫醚（PPS）、金属铝（Al）为实验材料,构建了特征尺寸为3 nm×2 nm的“V”型纳米凹槽结构的Al层,包含30条聚合度为50的PPS层,进而建立了包含3 nm厚度真空层的PPS/Al凹槽界面模型,并采用分子动力学模拟技术实验了纳米注塑成型工艺过程模拟。模拟结果表明:纳米注塑中PPS分子倾向于沿凹槽侧壁滑移充模,呈明显的壁面滑移现象,且由界面吸附与大分子拖曳作用使得熔体前锋呈现出较为明显的下凹型抛物线状态,区别于传统成型的“柱塞流”形态;熔体温度的升高并不总是对界面粘合性能产生积极影响,整个模拟过程中界面库伦能保持非常低的增长,范德华能与体系总能量具有相似的趋势且大小相近,分子间作用力是影响聚合物/金属界面粘合强度的主要因素。论文以聚合物尼龙6（PA6）、全同立构聚丙烯（iPP）、聚苯硫醚（PPS）,金属铝（Al）、铜（Cu）为实验材料,两两组合构建了6种包含包络尺寸为4.5nm×4.5 nm×2.1 nm的纳米凹坑的聚合物/基材界面模型,基于分子动力学模拟实验研究了聚合物材料及其极性因素对纳米注塑成型界面锚栓强度的影响规律。结果表明:聚合物材料极性对其滑移形态影响显著,纳米凹坑内部剪切变稀行为更利于聚合物材料的界面粘合,且材料自身物性差异将导致粘弹性畸变差异化,相互制约的结果最终影响凹坑粘合形态;界面的填充率随时间的呈抛物线增大趋势,粘合后期趋缓,界面能变化亦然,充模阶段对凹坑粘合性能和界面粘合强度具有至关重要的影响;PP/Cu、PP/Al界面粘合性能较差,而PA6和PPS树脂更适合用于纳米注塑成型。论文以聚合物尼龙6（PA6）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯硫醚（PPS）,金属铜（Cu）为实验材料,分别构建了包含2 nm×2 nm矩形凹槽、4 nm×2 nm“V”型凹槽与平面型（宏尺度）的PA6/Cu、PBT/Cu、PMMA/Cu等多体系界面模型,与包含矩形（7.2 nm×7.2 nm×3 nm）、圆柱形（7.2 nm×3 nm）、棱锥形（7.2 nm×1.2 nm×3 nm）以及圆锥形（7.2 nm×1.2nm×3 nm）凹坑的4种PPS/Cu界面模型,模拟研究了聚合物/金属多形态界面体系的界面结合行为。结果表明:滑移充模是纳米注塑成型区别于宏尺度成型最明显的特征,纳米级凹槽界面可以显著提升聚合物/金属界面结合强度,且V型优于矩形凹槽界面;具有锥度或圆边界特征的凹坑界面更适宜与纳米注塑,与棱柱形和圆锥形的凹坑相比,矩形和圆柱形的凹坑在中下层,特别是在中心区域,填充效果较差,且底层的填充率好于未完全填充层;圆锥形凹坑界面因不规则的晶格排列和更多的晶格缺陷,引起界面能升高,有利于异质界面的粘合锚栓。