单螺杆挤出机由于结构简单、容易操作、适应性强、加工制造及维护成本低等优点而得到广泛运用,但混合效果差成了限制其发展的主要原因。提高制品的混合性能是单螺杆挤出机目前研究的主要方向之一。混沌螺杆是在传统螺杆基础上稍变而成的,是一种可有效提高挤出过程中物料混合性能的单螺杆。混沌混合可以打破常规的稳态壳层流动,实质是物料沿螺槽挤出流动时出现的反复拉伸与折叠,它被视作层流条件下提高混合效果的最好方式。国外有许多将混沌理论引入到聚合物成型加工的相关研究报道,国内这方面的研究成果甚少,因此本课题研究利用混沌场来改善聚合物在单螺杆挤出过程中的混合效果具有重要意义。本文尝试在螺杆螺槽内插入间断结构副螺棱,引入周期性的扰动,触发混沌现象,提高螺杆的混合效果。通过建立简化的新型混沌单螺杆螺槽展开模型与三维实体模型,借助流体动力学软件ployflow进行仿真。采用网格叠加技术,实验熔体符合Carreau定律,对聚合物在插有周期性间断结构副螺棱的新型单螺杆及普通单螺杆螺槽内的流动混合情况分别进行数值模拟,对混合过程动力学结果进行对比分析。从统计学的角度结合粒子示踪技术以停留时间分布、分离尺度、拉伸长度对数、混合效率及混合指数等为指标来表征螺杆的混合性能。数值模拟结果表明：示踪粒子在螺槽内的动态混合效果直观揭示了副螺棱的扰动作用可触发混沌混合,提高混合的效果。相比于普通单螺杆,新型混沌单螺杆不仅可以增加物料分流次数,降低熔体分离尺度,得到良好的分布混合效果,还可以在加大螺槽流道内熔体剪切速率的同时提高熔体混合指数,使停留时间分布概率密度曲线得以加宽,获得物料更好的分散混合效果。结合数值模拟结果,本文开展了CaCO3/LLDPE填充体系及HDPE/PC不相容体系的单螺杆混合实验研究,利用SEM对比观察挤出物脆断面的分散相分布来表征混合效果,发现了与数值模拟吻合的结果。