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聚合物填充改性是提高聚合物性能的一个重要途径。在聚合物基体中加入蒙脱土制备成聚合物/蒙脱土纳米复合材料可以大幅度提高材料的性能，而蒙脱土(MMT)在聚合物中的分散特性将直接影响复合材料的机械、化学和物理性能。本文在对聚合物熔体在有机蒙脱土层间流动行为分析的基础之上，利用有限元软件POLYFLOW对双转子连续混炼机三维非等温流动进行了数值模拟，分析了操作工艺对流场内剪切作用的影响，通过在双转子连续混炼机上制备聚乙烯/有机蒙脱土(PE/O-MMT)纳米复合材料，对操作工艺对复合材料插层效果的影响进行了实验研究和表征。主要研究结果如下：
(1)熔融插层法制备聚合物/有机蒙脱土纳米复合材料过程中，混炼流场适当的剪切速率对于保证熔融插层效果非常重要。比剪切速率过小，蒙脱土获得的剪切作用不够，难以克服蒙脱土片层之间的作用力，蒙脱土会发生团聚；比剪切速率过大，蒙脱土层内外形成负压差，该负压使得蒙脱土片层受压，片层间距减小，最终导致插层效果不佳。
(2)数值模拟结果表明：随着转子转速的增加，流场内的比剪切速率呈近似的线性增加，轴向速度也增加，分散和分布混合能力更好；比剪切速率随着喂料速率的增加而减小，通过调节双转子连续混炼机的转速和喂料速率，可以很方便地控制比剪切速率的大小，其变化范围极宽，因而可根据制备聚合物/有机蒙脱土纳米复合材料所需的剪切要求来调节操作工艺，以达到最佳的插层效果。
(3)运用双转子连续混炼机通过熔融插层法成功制备了插层型的聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料。XRD测试结果表明，当转子转速为400rpm，喂料速率为1.35kg/h时，复合材料的插层效果最佳。该条件下制得的插层型的聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料与聚乙烯/钠基蒙脱土(PE/Na-MMT)复合材料相比，力学性能、阻隔性能、耐热和结晶等性能均有所提高。