在填充改性聚合物熔融共混加工过程中,填料自身的特性及混合过程的外场作用对复合材料微观结构的影响是决定高分子材料性能的主要因素。论文在研究氧化铝含量和粒径对线性低密度聚乙烯/氧化铝（LLDPE/Al2O3）复合材料微观结构和流变特性影响的基础上,建立了复合材料的黏度优化模型,同时提出了包含了界面热阻的填充改性复合材料导热预测模型;以双转子连续混炼机为研究对象,开展了混炼转子横截面构型及空间三维结构的优化研究,提出了三种具有不同混合特性的转子结构,针对混合过程中物料的相形态演变特点,采用离散元与有限元分析软件耦合的方法,对双转子连续混炼机固相输送和熔体混炼过程进行了全流程模拟,并对优化后转子的流场参数和混合效果进行了分析和实验评价。在此基础上,借助优化的转子开展了导热微孔薄膜专用料的制备及其性能研究,对优化的转子进行了放大设计,并成功应用于生产微孔薄膜专用料的工业装置。主要研究内容和研究成果如下:（1）借助SEM等对不同含量和粒径的Al2O3颗粒在复合材料中的分散、分布特性进行分析,并通过对物料流变特性进行稳态和动态流变测试,对Al2O3含量和粒径对复合材料表观黏度、复数黏度和动态流变特性的影响规律进行分析;以LLDPE的Carreau黏度模型为基础,建立了包含Al2O3含量和粒径影响的填充高分子材料流变优化模型,为更加准确地对填充改性高分子材料混合过程进行数值模拟提供了良好的基础。（2）在对LLDPE/Al2O3复合材料的微观形貌进行统计学分析的基础上,结合传热学的基本原理,建立了包含界面热阻的填充复合材料的导热模型,并借助导热实验测试、导热过程模拟分析,对模型预测结果的准确性进行了评估。结果表明:与现有的预测模型对比,当导热填料的含量较高时,论文所建立的导热系数预测模型具有较高的准确性。（3）通过对物料在混炼腔内的流动过程进行分析,从提高物料通过螺棱顶部高剪切区次数达到提高混合效率的目的出发,提出转子横截面轮廓曲线拟合模型,并对转子三维空间曲面进行优化,设计了三种具有不同混合特性的转子构型;从强化转子间压延效应达到提高混合效率的目的出发,提出了转子之间的相对相位角选择准则。基于离散元和有限元耦合,采用EDEM软件统计固相输送与混合区出口截面颗粒的平均速度作为熔体混炼区POLYFLOW有限元模拟时熔体物料入口的速度,建立了双转子连续混炼机固相输送与混合区和熔体混炼区的全过程模拟方法。（4）对双转子连续混炼机固相输送混合特性和熔体混炼特性进行了全过程模拟,并对所设计的三种转子的固相输送混合特点、熔体混炼流场特性和物料所经历的分散与分布混合作用进行了分析;分别采用三种转子开展了 LLDPE/Al2O3复合材料的共混改性实验研究,并运用SEM、平板流变仪、万能拉伸试验机等,对实验所得到的试样的微观结构、流变特性、机械性能等进行表征,对三种转子的混合效果与混合特点进行了评价。模拟和实验研究表明:M2转子具有较强的分散和分布混合作用;M1转子的分散和分布混合作用较弱,混合过程相对柔和;M3转子的分散和分布混合作用适中,但其停留时间分布最窄,自洁性能相对较好。（5）采用M2转子开展了线性低密度聚乙烯/碳酸钙/氧化铝（LLDPE/CaCO3/Al2O3）导热微孔薄膜专用料的共混实验,研究了Al2O3含量和制备工艺对复合材料及微孔薄膜性能的影响。研究结果表明:当薄膜的初始拉伸倍率超过200%时,少部分Al2O3颗粒与LLDPE发生剥离,在界面处形成了一定尺寸的微孔,随着拉伸倍率的进一步提高,更多的Al2O3颗粒周围出现微孔,且微孔的尺寸也逐渐变大。在相同制备工艺条件下,与不添加Al2O3的拉伸薄膜相比,质量配比为50/35/15的LLDPE/CaCO3/Al2O3并且经历了 200%拉伸作用后的流延薄膜,其沿拉伸方向和垂直于拉伸方向的强度分别提高了 8%和15%,水蒸气透过率提高了 20%,导热系数提高了 61%,达到国家标准和行业标准的相关要求。在此基础上,通过工程放大,成功地开发了应用于微孔薄膜专用料工业生产的高效混炼转子,解决了微孔薄膜专用料生产中存在的混合设备卡脖子难题。