微发泡聚合物材料重量轻,抗冲击、抗震性能好,已经被广泛应用于航空器材、医疗器械、家用灯座、汽车座椅等领域。常用的微孔发泡成型方法主要有模压法、挤出法、注塑法等。其中注塑成型法具有成型周期短,能制造外形复杂、尺寸精准的大型制件的优点而成为当前最具前景的轻量化制品成型方法。注塑成型过程中存在不同发泡环境,主要包括释压成型发泡环境和欠注成型发泡环境。释压成型发泡环境的制件泡孔质量和表面质量好,但是对外形复杂制件成型难度大,成本高,不适合工业生产。欠注成型是在释压成型基础上发展起来的,无需对设备改造就能生产大型产品,是目前工业生产中应用较多的微发泡成型方法。虽然欠注成型发泡环境适合工业生产,但是其泡孔质量差,表面存在气痕的缺点也限制了轻量化制品的推广应用。因此,通过一定的工艺或技术手段调整欠注发泡环境,使其成型泡孔形貌好、表面光泽度高的制件,对拓宽轻量化制品的应用具有重要意义。本文在课题组前期系统研究不同发泡环境下发泡PP复合材料发泡质量及表面质量的基础上,结合发泡PP复合材料的一些研究成果及经验累积,重点以PA6为基体材料,从材料特性和注塑模具型腔压力角度,研究了不同发泡环境下发泡PA6复合材料发泡质量和表面质量,提出欠注发泡环境下的关键影响指标因素;并通过反压和背压技术手段,进一步研究欠注发泡工艺下发泡PA6复合材料发泡质量和表面质量,揭露欠注发泡环境下发泡PA6复合材料发泡质量和表面质量恶化的原因。论文主要结果如下:(1)不论是发泡PP复合材料还是发泡PA6复合材料,释压发泡环境下发泡质量均优于欠注发泡环境下发泡质量。释压发泡环境下,发泡PA6复合材料泡孔形态规整;随着减重增大,泡孔平均直径和泡孔密度逐渐增加。欠注发泡环境中,发泡PA6复合材料泡孔平均直径、泡孔变形度随减重增加而增大;在20%减重下泡孔密度达到最大为9.91×10~5cell/cm~3,减重进一步增加,泡孔密度下降。(2)释压发泡环境下发泡PA6复合材料的表面质量均优于欠注发泡环境下表面质量。释压发泡环境下,随着减重的增加其表面质量变化不大;而欠注发泡环境下,发泡过程中模具型腔熔体压力对发泡PA6复合材料的表面质量影响明显,对发泡PP复合材料表面质量影响不明显。(3)同减重条件下,增大发泡PA6复合材料的背压,型腔压力变化不大;背压对泡孔尺寸、泡孔形态几乎无影响,只能一定程度上增加泡孔密度,0bar背压下的泡孔密度比30bar背压下的泡孔密度增加了60%左右。无论在低减重还是高减重,增大背压不能改善欠注发泡环境试样表面质量。(4)在欠注发泡中通入反压气体能有效阻止发泡PA6复合材料的泡孔的恶化。气体反压越大,泡孔成核能垒越高,使得泡孔直径增加,最大可达96.22μm;泡孔变形度降低,最小仅为4%;泡孔密度减少,最小仅为1.81×10~5cell/cm~3。反压气体能提高发泡PA6复合材料的表面质量。在减重为20%时,反压压力从0MPa增加到0.3MPa,表面光泽度从22.7增加到49.8。但是反压压力再继续增加,表面光泽度却不再变化。(5)反压气体提高了型腔压力。同一减重下,反压越大熔体压力越高;在5%减重下,0MPa反压熔体压力为7MPa;当反压增大到0.6MPa,熔体压力升高到16.8MPa。同一反压压力下,减重增大,熔体压力略有下降,但总体变化不大,熔体压力仍然较高。在0.2MPa反压压力下,5%左右减重熔体压力为13.8MPa;而减重增加到25%时,熔体压力为10MPa。