聚合物基复合材料因其高功率密度、高击穿电压和易加工等优异性能在储能、通信等领域应用广泛,但低介电常数限制了其进一步应用。填充改性是提升聚合物介电性能的常用方法,其中剪切层流主导的螺杆式熔融混合技术需要通过增加剪切强度和延长停留时间来提高混合效果,但造成了基体降解、填料过度破损,影响制品功能化效果和机械强度。课题通过拉伸形变高效率混合原理与原位球磨效应协同,开发了原位球磨辅助拉伸形变熔融混合技术,研制了体积拉伸形变混合装置。取得了如下研究成果。研制了体积拉伸形变混合装置,详细介绍了装置的工作原理、混合过程和关键零部件;建立并解析了混合单元的物理和数学模型,理论分析证明混合过程中物料主要受到拉伸形变作用;建立了球磨压力与混合单元结构参数、物料特性及工艺参数之间的关联关系。对比分析了剪切形变主导的Brabender转子密炼机与拉伸流场支配的体积拉伸形变混合装置对聚偏氟乙烯（PVDF）/中空玻璃微珠（HGMs）共混物形态与性能的影响规律。结果表明体积拉伸形变混合装置制备的共混物中HGMs与PVDF基体界面结合强度更高、分散分布形态更好;体积拉伸形变混合装置制备的共混物中HGMs破损率更低,当HGMs的含量为15 wt%时,共混物密度相比Brabender转子密炼机下降30%。基于体积拉伸形变混合装置研究了原位球磨辅助拉伸形变作用对PVDF/氧化还原石墨烯（RGO）/HGMs共混物形态与性能的影响规律,发现HGMs的原位球磨效应使RGO均匀分散在基体中的同时并高度剥离;当RGO含量为4 wt%时,相比PVDF/RGO共混物,PVDF/RGO/HGMs的介电常数提高28%,介电损耗下降25%;当HGMs含量为15 wt%时,共混物的热导率较纯PVDF提高了118%;实验研究表明HGMs的粒径越小,对RGO剥离作用越明显,共混物的介电性能提升幅度越大。论文的研究成果为拉伸形变混合设备提供了新的设计思路和理论依据,为轻质填充型聚合物复合材料的加工制备领域提供了新设备和新技术。对丰富和发展熔融混合理论及聚合物基复合材料的制备具有重要的学术意义和工业应用价值。