水辅助注塑(WAIM)利用高压水实现充模、保压和冷却,具有缩短成型周期、减小或消除制品翘曲与缩痕、节省原材料、降低成本等优点,具有广阔的应用前景,但还有较多的问题有待深入研究。目前对WAIM的研究,已逐渐从构建系统设备和优化工艺参数,转向研究制品的多层次结构形态,希望通过控制其最终形态,更好地提高制品的性能。本文首先研究熔体注射量、熔体温度、延迟时间和注水压力对WAIM尼龙6(PA6)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料制品水穿透长度、残留壁厚和壁厚偏差率的影响。结果表明:增加熔体注射量时,水穿透长度迅速下降;提高熔体温度、注水压力和减小注水延迟时间,水穿透长度减小;随着工艺参数的变化,WAIM PA6/MMT制品近浇口端和远浇口端位置的残留壁厚和壁厚偏差率表现出不同的变化规律。与WAIM PA6/MMT制品相比,WAIM PA6制品的水穿透长度较大、残留壁厚较大、壁厚偏差率较小。其次,采用ANSYS软件对WAIM的冷却过程进行计算机模拟。模拟结果表明:在冷却前期,表层熔体冷却最快、水道层次之、芯层最慢;而在冷却后期,芯层冷却速率超过水道层。最后,采用差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射仪(XRD),研究WAIM PA6制品、PA6/MMT纳米复合材料制品在近浇口端和远浇口端的晶体结构和结晶性能,以及研究工艺参数对PA6制品远浇口端水道层晶体结构的影响。结果表明:表层因冷却较快易形成γ晶,且沿制品壁厚方向,随离模壁距离增大,γ/(α+γ)值(γ晶与总结晶的含量比)先减小后增大。增加注水延迟时间和熔体温度,PA6制品远浇口端位置水道层的α晶含量增加,γ晶含量减小,γ/(α+γ)值减小。此外,通过DSC测试发现,PA6制品表层和水道层的结晶度较低,而中芯层的结晶度较高,近浇口端位置各层的结晶度差异较大,远浇口端位置各层的结晶度差异较小。表层和水道层的熔融曲线均出现代表重结晶的低温放热峰。