微注射压缩成型多层次结构的设计、调控和功能化

出 一 种 利 用 模 具 表 面 应 变 测 量 在 线 且 无 损 地 获 取 模 腔 得 深 入 探 讨的 课 题。 习
压 力和 微复 制 质量 的 方 法 ，为 成型 过 程和 品质调 控 提
板 的 设计 ， 同时借 助 高 目数 滤 网和 激光 加 工技 术 实现
而 ，聚合物微成 型领域 中存在流变学数据失真 、制品
结 构 和性 能 难预 测 和控 制 等 理论 和 技术 问题 ，严 重 阻 碍 了相 关领 域 的发 展 ，快 速 且精 确 地成 型 多 层次 结 构 成为 重 要挑 战 。 本 文 首 先 结 合 实 验 和 有 限元 方 法 ，剖 析 高 剪 切 速率 下 聚 合物 熔 体 的流 变行 为 ，着 重 量化 和 修 正耗 散 热 、压 力 依赖 性 和末 端 效应 对 流变 行 为 的影 响 ，为 预 测微注射压缩成型 （ 一 Ｉ Ｃ Ｍ ） 中 的熔 体 流 场 和 制 品 的 微 观 结 构 提 供 流 变 学 基 础 。继 而 ，本 文 对 一 Ｉ Ｃ Ｍ 中的 泊肃 叶和 挤 压 流场 进 行研 究 ，揭 示 聚 丙烯 薄 壁制 品内 多层 次 晶体 结 构的 形 成机 理 ，并 提 出调 控 制 品取 向 层厚 度 、ｓ ｈ ｉ ｓ ｈ 熔 点 、结 晶 度 和 Ｄ晶 含 量 的 手 段 。 此 外 ，基 于 一 Ｉ Ｃ Ｍ 中模 腔 内的 特 殊 压 力 场 ，本 文提
随 着 精 密 光 学 制 品 、微 系 统 和 新 型 功 能 表 面 需
供 可 靠 反馈 。为 实 现超 疏 水表 面 快 速制 备 ，本 文 模仿
求的 日益增长 ，高分 子微型制 品的质量要求也在不
断提 高 ，其 结构 日趋 复杂 化 、微 型 化和 多 功能 化 。然
多种植物表面微／ 纳米结构特征 ，进 行多层次结构 模
Байду номын сангаас
新 型模板 的低成本制备 ，通过 — Ｉ ｃＭ工艺参数设 置
实现 制 品润 湿特 性 的 灵 活调 控 。为 制备 表 面微 流 控 器 件 ，本 文提 出 以单 层 模板 作 为掩 模 ，利 用 紫 外 线／ 臭 氧 对 制 品进 行 局 部 亲 水 化 处 理 ，从 而 赋 予 制 品表 面 图案 化 的润 湿 特 性 ，实 现 微 流 体 的 自驱 动 输 送 和 混 合 。亦 可 通 过 在 双 层 模 板 表 面 分 别 引入 亲 水 和 疏 水 二 氧 化 硅 粒 子 ，从 而 构 建 多 层 次 结 构 的模 板 ，借 助 一 Ｉ Ｃ Ｍ实现 表 面微 流 控 器件 的快 速 制 备 。 目 前 ，仿 生 润 湿 功 能 表 面 的 研 究 与 实 际 应 用 之 间 的 距 离 正 逐 步 缩 短 ，其 应 用 范 围 日益 拓 宽 ，然 而 ，现有 技 术制 备 所得 功 能表 面 的 微观 结 构和 润 湿性 能的 耐久 性 尚难 以满 足使 用 要求 。如 何更 合理 地 进行 微／ 纳 米 结 构 设计 、材 料 设计 、 应 用场 合选 择 等 是 值
论 文 摘 要
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论 文 名 称： 微注射压缩成型多层次结构的设计、调控和功能化
论 文 作 者： 华南理工大学／ 关伟盛
指 导 教 师： 黄汉雄 研 究 领 域： 高 分 子 材 料 加 工 装 备 与 模 具 的 创 新 设 计 及 理 论 、
高分子材料加工流变学及过程建模 、高分子微／ 纳结构的先进制造 。