近几年来,开发的主要微孔注射成型技术有Mucell、Ergocell和ProFoam,它们的技术区别在于超临界流体注入和计量方式的不同,在微孔发泡注射成型过程中,超临界流体在聚合物熔体中的混合和溶解时微孔注射成型成功的第一步,也是成型过程中至关重要的一步,制得好的气体-聚合物混合物是工业塑化装置所面临的真正挑战,均相溶液制得后,才可以进行微孔注射成型的第二步,泡孔成核,为了得到泡孔结构良好的注塑件,螺杆必须设计有混合段,从而改变存在于螺杆顶部到底部处气泡的位置,使气体和熔体能够充分混合。要得到优异和稳定性良好的泡孔结构,制备均相溶液这一步显得尤为重要,因此对螺杆结构提出了更高的要求。本文提出了一种扭转混合元件可作为螺杆的混合段,该扭转元件能保证混合元件中物料的上下运动使物料可以从上层置换到底层,可以促进超临界流体更均匀地溶解在聚合物溶液中。论文以扭转混合元件为研究对象,通过CFD数值模拟的方法分析超临界二氧化碳和PP气液两相混合流动的内部流场,综合考虑非牛顿气液两相流的流动特点,选择合适的湍流模型(SST k-ω模型)和两相流模型(欧拉模型),并针对二氧化碳的密度和黏度特性编译了相应的UDF函数。观察不同截面处轴向速度、压力、温度和气相体积分数的分布云图,分析扭转混合元件对气液两相的混合均匀效果,并分析了不同转速和入口含气率对扭转混合元件内部流场气泡尺寸分布的影响。最后提出了两种方案的微孔发泡注射成型塑化装置的设计方案,第一种对传统的螺杆进行螺杆结构改造,设计开发了一种微孔发泡注塑成型的新型螺杆和机筒,第二种是在原始注射机的塑化装置部分引入熔体泵和静态混合器,两者都可以促进气体和聚合物的混合。