单螺杆挤出是聚合物加工的最重要的技术之一。单螺杆挤出过程中聚合物的形态结构、加工工艺、加工设备和制品性能是聚合物挤出加工过程中相互影响、密切联系的四个重要环节。只有借助于先进的实验方法和测试技术，把它们统一在一个有机的整体中加以研究，才能更深刻地揭示其内在的统一关系，并深化聚合物材料体系及其形态结构的研究；只有这样，才能从宏观以至微观的层次上认识挤出成型加工的机理；才能为改善材料配方设计、优化加工操作参数的选择，提供最可靠、最直接的定性和定量的指导，从而产生广泛的社会效益和经济效应。 本文作者通过把动态和静态分析相结合、微观和宏观分析相结合、在线和非在线分析相结合、沿程取样和机头出口样品分析相结合的方法，在单螺杆挤出过程的在线显微观察与摄影、在线流变测试、在线取样的大量实验分析的基础上，针对挤出过程中从宏观尺度范围的固体床破碎现象、到较小的颗粒尺度范围的固体粒子的熔融与变形、以至微观尺度范围的聚合物材料的形态结构的变化情况等有关几个的问题进行研究讨论。本文取得的主要成果和结论是： 1．本课题成功地研制开发了用于单螺杆挤出过程研究的在线显微观察与摄影系统、在线流变测试系统、沿程在线取样装置等，并把它用于本文的理论研究和实验工作之中； 2．在大量实验观察和分析的基础上，首次提出了挤出过程中固体床单点破碎与多点破碎的分类概念，并建立了相应的物理模型和数学模型；从分析固体床复合应力、计算其最大剪切应力着手，提出了单点破碎的准则；从能量分析的角度着手，提出了多点破碎的判断计算准则，并系统地对固体床破碎过程进行了计算分析。 3．首次对单螺杆挤出过程中物料粒子的微观变形与运动机制、取向运动情况、固体粒子的熔融情况等进行了分析研究与实验验证；在此基础上提出了粒子熔融的物理模型，并进行了数值模拟计算，计算结果与实验现实进行了比较。