轻量化材料的制备一直是中国新材料发展的重点领域，其中高性能聚合物发泡材料是最具代表性的轻量化材料。超临界CO2发泡聚合物是绿色安全的轻量化制造技术，研究聚合物/CO2熔体在挤出口模中的发泡过程对于制备高性能发泡材料具有重要的理论研究和应用价值。本文以聚苯乙烯(Polystyrene，PS)/CO2发泡体系为研究对象，采用实验研究和计算流体力学方法，探究挤出发泡过程中，加工条件对PS发泡制品的影响。实验结果表明，通过改变加工条件，包括螺杆转速、发泡温度，可以影响泡孔的破碎与聚并行为，为制备优异的发泡制品提供理论指导。　　影响聚合物发泡过程的因素包括:溶解度、表面张力、玻璃化转变温度以及聚合物在scCO2下的流变特性。本文采用SL方程，获得了CO2在PS中的溶解度，使用Chow模型确定了玻璃化转变温度，采用WLF模型和WLF-Chow模型预测了温度、压力和CO2浓度对零剪切黏度的影响。　　针对PS在挤出机口模中的过程特性，耦合化学流变学模型、连续性方程、动量方程、组分输运方程以及考虑泡核拉伸模型及细胞生长模型的群体平衡模型，采用有限体积数值方法，建立了PS挤出发泡过程的动态演变模型。为保证数值模型及方法的可靠性，进行了PS挤出发泡过程的实验研究，为模拟计算提供验证依据，并明确了剪切流场对气泡动态演变的影响。　　在此基础上，利用该数值模型，考察了挤出口模结构对发泡过程的影响，定量表征了口模中剪切作用和拉伸作用对气泡成核和生长的影响。结果表明，增大口模收缩率能强化口模中剪切流场，入口收敛角的增大将引起毛细管入口剪切和拉伸作用的强化，剪切作用对成核的影响明显强于拉伸作用。