泡沫塑料成型加工涉及到材料、工艺和设备,随着泡沫塑料应用的逐渐广泛,对发泡过程的研究也越来越深入,而气泡的生长是发泡过程中最重要的环节,理解气泡生长的机理并研究不同参数对于气泡生长过程的影响对于控制发泡过程、改善制品的结构与性能具有重要的意义。论文首先以细胞模型作为气泡生长的物理模型,从理论上推导出了基于三种不同本构方程(牛顿流体本构方程、幂律流体本构方程和dewitt粘弹性本构方程)的气泡生长数学模型,并将这三个数学模型进行数值计算后与前人的实验数据进行对比后发现：dewitt模型与气泡生长的实际情况最为吻合,幂律模型次之,而牛顿模型模拟得出的结果与实验结果差别最大。论文以dewitt模型为例模拟分析了气泡生长的机理,其中主要包括动量传递和质量传递,动量传递主要存在于气泡生长的初期,而质量传递则在气泡生长的全过程中都存在。通过对各参数的研究发现,系统温度、系统初始压力、扩散系数、亨利常数以及聚合物弹性等的升高/增大对气泡生长起促进作用,聚合物熔体黏度和表面张力等的升高/增大对气泡的生长起阻碍作用。论文还模拟研究了两种典型聚合物体系无定形的聚苯乙烯(PS)和结晶型的聚丙烯(PP)材料在二氧化碳为发泡剂条件下的气泡生长过程。表明在发泡温度区间内,温度对于PS/CO2体系气泡生长的影响比较缓和,而PP/CO2体系由于黏度随温度的变化非常剧烈,其发泡过程则对温度的变化非常敏感。在相同温度下PP/CO2体系相比于PS/CO2体系来说,气泡生长速率更快,最终模拟得出的气泡半径也更大。此外,论文还介绍了用于间歇发泡的可视化实验平台的搭建过程,包括高压反应系统、控制系统和可视化系统的设计以及实验平台的安装与调试。