微注塑成型中，由于制品尺寸微小化的特点，使得熔体需要在高温、高压和高速作用下成型，芯部的高温熔体与模壁接触的低温熔体形成较高的温度梯度，聚合物熔体在微注塑成型过程中经历较传统注塑成型更为复杂的剪切历史，对结晶聚合物来说剪切历史会改变聚合物的结晶结构，从而影响制品的形态结构，制品的机械性能是由于其内部形态结构所决定的，研究成型工艺、制品形态结构与力学性能的关系，可以更好地优化工艺以控制制品形态结构，从而获得力学性能最佳的微制品。本文以厚度0.2mm、0.5mm和1mm的微制品为研究对象，采用等规聚丙烯材料，通过改变注射速度研究剪切历史对制品的形态结构和力学性能的影响，主要工作内容如下：1、微注塑制品充填流动特性分析。研究工艺参数对微注塑制品充填流动特性的影响，通过实验与模拟相结合的方法进行分析，主要研究了不同厚度（0.2mm、0.5mm、1mm）微制品的充填行为，研究了注射速度、模具温度和熔体温度对微注塑制品充填长度及流动现象的影响。结果表明：0.2mm的微制品，随注射速度、模具温度、熔体温度增加，制品的充填长度增加，实验和模拟结果一致。微制品的尺度效应对制品充模过程影响显著：制品厚度越小，尺度效应越显著，制品填充越困难，厚度为0.5mm和1mm的微制品在工艺条件值较低时即可充填完整。0.2mm的微制品熔体前沿出现不对称现象。熔体的充填流动特性与浇口的形式有关，侧浇口时，尺度大的微制品易于充填完整，而点浇口时，无论制品尺度大小，都需要在较高的工艺条件下成型完整。2、剪切历史对微注塑制品形态结构的影响。通过设置不同的注射速度进行微注塑成型，使材料在成型过程中经历不同的剪切历史，采用Moldflow软件，与实际注塑实验的成型工艺条件相结合，模拟制品在不同注射速度、不同位置处所受剪切速率大小。相同注射速度下，改变塑化行程，研究剪切时间对某一固定位置形态结构的影响。利用偏光显微镜(PLM)观察制品在不同位置处的形态结构。实验结果表明：剪切速率随着注射速度增大而增大。制品的形态结构随剪切速率不同而变化。1mm的微制品出现皮芯结构，且皮芯交界处出现了不完善的串晶结构，0.5mm的微制品也出现典型的皮芯结构及不完善的串晶结构，0.2mm的微制品出现含有柱晶结构的皮芯分层结构。相同工艺条件下，不同厚度的制品分层结构所占比例不同。改变剪切时间，0.5mm和1mm制品内部都出现了皮芯结构，剪切时间作用越长，皮层厚度所占比例越大，芯层比例减小。3、剪切历史—微注塑制品的形态结构—力学性能的关系。改变注射速度成型厚度为0.2mm、0.5mm和1mm的微制品，测试制品的力学性能，分析制品的形态结构与力学性能的关系，以及尺度效应对制品力学性能的影响。结果表明：1mm和0.5mm微制品，注射速度增加，剪切速率大，皮层比例减小，制品的屈服应力、模量、断裂强度和断裂伸长率总体变化趋势基本一致，均随注射速度增加而减小。0.2mm微制品皮层比例随注射速度增加而增大，制品的拉伸强度、模量和屈服应力大小均随注射速度增加而增大，断裂伸长率随注射速度增加逐渐减小。尺度效应对制品的力学性能影响起着重要作用，相同工艺条件下，制品尺寸减小，屈服应力、断裂强度、模量总体都增大，而断裂伸长率减小。对比0.2mm和0.5mm、1mm制品的力学性能，得出尺度越小，制品的强度越好，而延展性越差。4、微注塑制品特殊的形态结构。对微制品中出现的特殊形态结构进行了分析。制品凸台处出现了间隔的柱晶的结构；在一定的剪切作用下制品剪切层出现了柱晶结构，芯层处出现了多层柱晶结构。0.2mm制品的形态结构随离浇口的距离而变化，沿流动方向，芯层比例逐渐增大，芯层由无球晶的柱晶结构逐渐转变为占有较高比例的球晶结构。