注射成型作为制备塑料制品最重要的成型方法之一,具有生产速度快、效率高、制品尺寸精确等优点,被广泛应用于食品包装容器、医疗器械零部件、家用电器配件、汽车零部件、飞机透明件等领域。然而,传统注射成型是一种间歇式的成型方法,塑化计量与注射充模过程分步进行,即一段时间中仅能够完成一个注塑工序,因而极大的降低了注塑机的工作效率,使得注射周期增长,注射过程能耗增大。此外,由于物料塑化时螺杆后退,使螺杆有效长度缩短,物料塑化效果较差,难以实现塑料共混改性材料及长纤维在线配混物料的注射成型,且料筒中大量未塑化好的物料参与注射时的直线运动,其摩擦阻力增大,注射过程能耗进一步增加,注射速度和位置难以准确控制,影响制品的质量和力学性能,限制了制品的应用范围。本文创新性地将体积拉伸流变塑化输运技术、节能注射压缩成型技术和群腔热流道节能注射成型技术相结合,首次提出了一种偏心转子体积拉伸流变塑化与充模同步的注射成型方法。在合理假设的基础上,建立了同步塑化充模注射成型过程的数学物理模型,第一次从理论上揭示了注射成型过程中熔体温度、转子转速、压缩行程和压缩速度对塑化计量精度、前塑化阶段、同步塑化充模阶段和压缩填充阶段能耗特性的影响规律,为实际生产提供理论依据和指导。首次成功开发并研制了偏心转子同步塑化充模注射成型机,并对其塑化计量精度、前塑化阶段的能耗特性、同步塑化充模阶段的能耗特性和压缩填充阶段的能耗特性进行了实验研究,以验证理论模型的正确性,结果表明实验与理论有较好的一致性。采用偏心转子同步塑化充模注射成型机成功实现了LDPE薄壁制品的连续性注射成型,探索了成型工艺对薄壁制品质量均匀性、厚度分布、厚度偏差和拉伸性能的影响规律,以验证同步塑化充模注射成型技术的可行性并期望优选出合适的工艺参数,结果表明:制品表面光滑、无明显翘曲变形、流痕、气泡和毛刺飞边,具有较好的表观质量;在相同的工艺参数下成型的LDPE薄壁制品的质量偏差较小,具有较好的质量重复性,当转速为15 r/min时,制品的平均质量为15.05 g,与标准质量15.04 g相比只差0.01 g,具有非常好的计量精度;不同的成型工艺只改变了薄壁制品的厚度值,而不会改变制品的整体厚度分布趋势,当压缩速度达到15 mm/s时,薄壁制品的平均厚度偏差为0.017 mm,更加接近标准值。第一次成功验证了偏心转子同步塑化充模注射成型机利用挤出/吹膜级HDPE成型注塑制品的可行性,并探索了熔体温度对制品性能的影响规律。此外,采用偏心转子同步塑化充模注射成型机成功实现了LDPE/PLA共混体系及其OMMT纳米复合材料制品的在线共混和注射成型,并分析了注射成型方式和工艺参数对制品微观形貌、力学性能和结晶行为的影响规律,实验结果表明:与往复螺杆式注塑机成型制品相比,偏心转子同步塑化充模注射成型机成型的共混体系制品中分散相PLA更为均匀地分散在LDPE基体中,具有非常好的混合分散效果,随着熔体温度的降低和转子转速的增加,制品中PLA分散得更为均匀,两相界面的交互作用增强,剪切层的分散相取向更为明显,制品的力学性能更好;纳米复合材料制品中OMMT主要以插层或剥离的形式分散在两相界面,层间距明显增大,约为纯OMMT纳米粒子层间距的两倍,高转子转速下OMMT具有更好的分散和剥离效果。基于体积拉伸流变的偏心转子同步塑化充模注射成型机的成功研制,改变了传统注塑机塑化计量与注射充模异步的成型方式,成功实现了偏心转子体积拉伸流变塑化与充模同步的注射成型方法,制备了单一体系和共混体系的非封闭式制品,具有良好的外观质量、尺寸精度和混合分散效果,将推动注射成型技术和装备的进一步快速发展和应用,具有重大的经济价值和现实意义。