同步转子密炼机是在传统密炼机的基础上发展起来的新型高效混炼设备，它具有剪切强度大、混炼效率高和混炼胶性能均匀稳定等突出优点，在橡胶行业应用十分广泛。目前，密炼机正朝着高速高效大容量方向发展，对高效转子和混炼过程胶料温度的研究一直是密炼机研究的重点领域，它对提高混炼效率和混炼胶质量具有重要意义。密炼机混炼过程中，混炼室内的胶料受到转子与室壁复杂的力学作用，同时，在受力过程胶料产生温度的变化，导致胶料处于复杂的力化学环境作用下。局部过高的混炼温度易导致胶料焦烧现象，既降低胶料的物理机械性能，同时产生不必要的能耗。因此，研究混炼过程胶料所受的力学作用，准确分析温度分布及变化规律，一直是密炼机混炼研究的难点。目前，国内对密炼机混炼过程温度研究主要集中于温度对混炼胶性能的影响、混炼过程温度控制以及通过有限元法对混炼温度场进行模拟分析，但是针对混炼过程胶料受剪切温升机理，用数学模型准确描述混炼过程温度的变化差值还是极为困难，这方面的研究还有待进一步完善。本论文基于流变学基础原理，通过分析四棱同步转子构型，计算密炼机混炼过程胶料流量大小及分布特点，针对胶料生热的主要原因是剪切力的影响，将密炼室壁与转子构型之间形成的间隙区划分为五个区间，并运用数值计算方法，建立了同步转子密炼机混炼过程胶料在转子突棱顶区和镰刀区受剪切温升的物理和数学模型，并根据胶料流量分布特点，建立了整个混炼过程密炼室内胶料受剪切平均温升模型。根据剪切温升模型，可以分析胶料在混炼过程受剪切温升的机理，以此分析胶料温升与转子构型和混炼工艺之间的关系，对转子构型和混炼工艺进行优化，从而提高混炼效率并提高混炼胶质量。通过不同的工艺参数进行混炼实验，验证同步转子密炼机混炼过程胶料剪切温升模型的合理性，并根据实验数据求出胶料、室壁和转子三者分别吸收的热量，对剪切温升模型进行修正，从而拟合得出可指导生产的剪切温升数学模型，模型可以准确描述同步转子密炼机混炼过程胶料受剪切温度变化。同时，通过测试混炼胶的物理性能，结合剪切温升数学模型，可以确定混炼温度、剪切强度等因素对胶料性能的影响。实验验证表明，转子对胶料做功30%⁵2%用于胶料温升，48%⁷0%用于转子和室壁温升，在剪切速率为8.067×10/s^-1和1.008×^-10^-2/s^-1时，混炼胶拥有更高的炭黑分散度和更好的物理性能。实验型四棱同步转子突棱棱顶区对胶料平均温升量的贡献为57.6%，突棱镰刀区对胶料平均温升量的贡献为42.4%。修正的剪切温升数学模型在不同剪切强度下计算的理论温升量与实际温升量之间误差为0.4%¹2.4%，整体平均误差为4%，较好的反映了同步转子密炼机混炼过程胶料温度变化情况。修正的剪切温升数学模型对优化同步转子密炼机混炼过程，提高混炼效率具有一定指导意义。