超高分子量聚乙烯(UHMWPE)安全、卫生、无毒,具有优异的综合性能,广泛应用于微孔材料领域,目前用于UHMWPE微孔材料成型的粉末烧结法存在流程长、效率低等诸多缺点,因此,需要研究一种效率高、能耗低、自动化程度高的新方法。为此,本课题引入注射压缩工艺,提出了高压“喷射流”注射压缩法制备微孔材料的新方法,设计了适用于UHMWPE微孔材料成型的注射压缩模具;搭建在线可视化观察平台,对UHMWPE微孔材料成型过程中“喷射流”颗粒的充模运动状态与压缩粘结堆积过程进行在线观察与记录;建立“喷射流”颗粒充模运动与动态压缩堆积的演化模型,建立颗粒之间运动与接触碰撞的物理数学模型;研究不同模具结构参数(压缩比、试样轴向、试样径向、浇口结构)、UHMWPE原料粉末分子量、不同工艺参数(螺杆转速、注射压力、注射速度)对微孔试样性能的影响。本文的主要工作及结论如下:(1)建立并通过可视化注射压缩实验平台,观察并拍摄“喷射流”颗粒在模腔内的充模运动状态与压缩堆积过程,发现“喷射流”颗粒表现出不同的运动与堆积状态。(2)高速抓拍“喷射流”颗粒充模运动与压缩堆积过程,建立颗粒充模与压缩堆积成孔的七阶段动态演化模型:“喷射流”射出阶段、大斜坡堆积阶段、缓斜坡堆积阶段、垂直堆积阶段、碰撞堆积阶段、紧密堆积阶段、稳定微孔阶段。(3)采用Hertz-mindlin接触模型,建立颗粒碰撞的软球模型,对颗粒在压缩过程中的接触挤压的运动与受力进行分析。(4)通过研究模具结构参数对试样性能的影响,发现注射量一定的条件下,压缩比越大,即初始型腔容积扩大程度越大,压力梯度对试样性能影响越小;通过比较试样轴向、径向微观结构与孔隙参数差异,发现试样性能的差异比固定型腔式的非致密法低,说明高压“喷射流”注射压缩法可以有效减轻微孔试样由于压力梯度产生的孔径、孔隙率差异;确定最优浇口结构为多点浇口,既能保证二次高剪切,又可以减少“喷射流”充模流动阻力。(5)通过研究物料及工艺参数对试样性能的影响,得出较佳的成型参数:当UHMWPE原料粉末分子量为SLL-8型、螺杆转速为100%、注射压力为106.3MPa、注射速度为60%时,通过高压“喷射流”注射压缩法,能够制备得到平均孔径为14.81 μm、孔隙率为37.02%、堆积密度为0.617g/cm3的微孔试样。与商业烧结UHMWPE微孔制品(平均孔径28.06μm、孔隙率39.25%)和固定型腔的非致密注射成型微孔试样(平均孔径38.92 μm、孔隙率38.34%)相比,平均孔径更小,孔隙率接近,说明高压“喷射流”注射压缩法成型的微孔试样性能更优。