本学位论文采用数值模拟的方法,研究双螺杆挤出机组合螺杆元件中熔体的混炼指数。通过可视化系统观察水和熔体在机筒内的流动状态以分析水滴形变的过程。采用水辅混炼挤出方法制备聚丙烯(PP)/膨胀石墨(EG)复合材料,并对其导热性能、微观结构、结晶行为、流变性能和电性能等进行测试与表征,从而研究复合材料的“流变性能–微观结构–性能”之间的关系,并分析水辅混炼挤出促进EG剥离和分散从而改善PP/EG复合材料导热性能的机理。数值模拟的结果表明,水辅混炼挤出过程中注入的水提高了组合螺杆元件中熔体的混炼指数。可视化观察表明,在螺杆的混炼作用下,注入的水被拉伸变形而细化成水滴最终溶入到PP熔体中。相较于普通混炼挤出制备的PP/EG复合材料,水辅混炼挤出制备的PP/EG复合材料呈现较高的热降解温度、弹性模量、复数黏度、储能模量、杨氏模量和介电常数,复合材料中PP的结晶度较高。这可能是由于混炼挤出过程中注入的水增强了PP分子链和EG片层之间的相互作用,改善了EG在PP基体中的剥离和分散。EG较好的剥离和分散、PP分子链与EG片层之间较强的相互作用以及较高的结晶度改善PP/EG复合材料的导热性能。当EG含量为15 wt%时,水辅混炼挤出制备的PP/EG复合材料的热导率为1.42 W/mK,相比普通混炼挤出制备的PP/EG复合材料的热导率(0.91 W/mk)和PP样品的热导率(0.21 W/mK)分别提高了56%和576%。