单聚合物复合材料(Single Polymer Composites,SPC)由于采用同种聚合物复合制备,不仅能够获得高于单聚合物制件的力学性能,更有可回收循环利用和良好的界面结合性。注塑成型制备SPC不仅有效地避免传统热压等工艺所产生的缺陷,更有生产效率高、可用材料种类多、制作流程简单等优点。但注塑成型受众多工艺参数影响,制件性能不稳定,难以实现制件性能的可控性。本文由已有的半开式SPC试样的实验结果,改进设计了封闭式SPC试样进行对比,在开发成型模具前,为节省时间与物力,先对试样的可成型性进行了仿真。Mold flow仿真结果与实验数据相比存在差距,经过与半开式可视化实验熔体流动前沿速度曲线对比与校正,使塑化温度230℃及以上的熔体进入流道的起始速度和速度梯度与实验测量值相近;采用校正后的参数对不同截面直径的增强相流动长度进行仿真,发现流动长度与注射速度呈指数关系,注射速度增大、截面直径尺寸减小和熔体温度降低,均使指数减小,流动长度变化幅度减小。由仿真结果选择直径2mm增强相尺寸,设计制造了封闭式SPC制件的成型模具,制备了不同成型参数下的试样并进行拉伸试验。试样力学性能最大可达37.6MPa,与对照组普通制件相比提升12%,低于半开式制件的24%提升水平,表明封闭式制件的力学性能提升能力减弱,封闭式基体件不利于熔体的剪切取向和取向的保留。由于封闭式基体无法采用可视化直接观测熔体的流动状态,根据粘度对熔体流动特性的直接影响和温度对粘度的影响,采用红外线温度传感器测量了增强相熔体流动的温度场变化情况来表征熔体的流动特性。数据表明熔体进入沟槽后温度呈先增后减趋势,提高注射速度、塑化温度、模具温度会通过增加剪切热或减少散热的方式使熔体温度整体提升,升温幅度增加,流动后期降温幅度减小,有利于熔体在整个充型过程中保持较好的流动性。本文创新地提出了注塑成型温度场的“可视化”,将红外线温度传感器测量的测量数据与型腔位置、时间相结合,得到可以直观展示型腔内熔体温度分布动态云图,有利于快速预测制件质量或查找质量缺陷原因。本文通过新SPC结构的设计仿真、实验制备封闭式SPC制件和力学、测温实验实现了制件性能的可控性。研究发现封闭式SPC制件由于基体的封闭不利于熔体散热,熔体始终保持较高的温度、较低的粘度和较好的充型性,速度梯度和剪切速率较小使取向减弱,冷却时间长使解取向增加,使SPC制件力学性能小幅度提升。