单聚合物复合材料(Single Polymer Composites,SPC)是基体和增强体为相同聚合物的一类复合材料,具有重量轻、界面粘结性好、回收成本低等优点,分为单组分和双组分两种类型:对于单组分SPC,其基体和增强体属于同一聚合物;双组分SPC的基体和增强体为同类聚合物。考虑到嵌件式注射成型技术可以解决传统制备工艺加工温度窗口较窄、生产周期长等问题,本文以聚丙烯(PP)为原材料,分别数值模拟了不同工艺条件下单组分PP SPC和双组分PP SPC的注射成型过程,研究分析了不同工艺条件对制品成型工艺过程的影响,其中包括样条温度场、黏度场、制品质量和翘曲变形结果等,将数值模拟结果与实验数据进行了对比分析。研究获得了制备单组分PP SPC工艺最佳注射温度为260 ~℃,双组分PP SPC嵌件式注射成型数值模拟样品质量略大于实验样品质量,且二者曲线分别随注射压力和注射温度的升高变化趋势相同。确定了制备双组分PP SPC的最佳工艺参数组合为:注射温度260 ~℃,注射压力173MPa,注射速率0.18 m/s,保压时间60 s,与实验结果一致。微孔单聚合物复合材料可进一步减轻制品重量,是一种具有开发潜力的新型复合材料。嵌件式注射成型与微发泡注射成型结合可实现微孔SPC的制备,具有嵌件式注射成型加工温度窗口较宽、成型周期短的优点,还具备微孔发泡注射成型熔体黏度低、易渗透等优势。本文数值模拟了不同工艺条件下PP注射成型、PP SPC嵌件式注射成型、微孔PP注射成型、微孔PP SPC嵌件式注射成型四种工艺过程,研究分析了不同工艺条件对制品成型工艺过程的影响,包括模具型腔内温度、黏度、剪切应力等数值模拟结果及制品质量和翘曲变形结果,并与实验结果进行了对比分析。研究表明,微孔注射成型样条数值模拟结果中,同类型微孔PP SPC样条内黏度平均值不同:拉伸样条<弯曲样条<冲击样条,纯微孔PP样条比微孔PP SPC样条黏度平均值小。PP SPC气泡平均尺寸大小顺序为:冲击样条>弯曲样条>拉伸样条,微孔纯PP比PP SPC平均气泡尺寸大。微孔PP SPC样条中间纤维布增强体处剪应力较大,而微孔纯PP样条数值较低,分布更为均匀。微孔样条比同类型普通样条质量轻,符合实验结果。通过分析得出微孔PP SPC嵌件式注射成型最佳注射速率为50 mm/s,最佳注射温度为220 ~℃。