串联式磨盘挤出机是一种混炼性能优异的新型混炼装备,近年来在聚合物加工领域越来越受到广泛关注。本文以CPJ30/70串联式磨盘挤出机的开发研制为结合点,对串联式磨盘挤出机磨盘的结构优化、主要工艺参数对串联式磨盘挤出机混合性能的影响、新型磨盘混炼元件的设计和串联式磨盘挤出机混合性能的实验研究等方面进行了研究。采用正交试验与数值计算相结合的方法,分别以扇形、菊形和臼目形磨盘为研究对象,综合分析数值模拟结果,分别得出了三种磨盘构型最优几何参数方案。首次建立了由数对不同构型的动、定磨盘和螺纹块元件构成的真实混炼段几何模型,研究了主要工艺参数(转速和喂料速率)对串联式磨盘挤出机分散混合、分布混合和轴向混合性能的影响。将拉伸流场引入到新型磨盘混炼元件的设计中,对比分析了新型菊形磨盘混炼元件与传统菊形磨盘混炼元件的混炼性能。探索主要工艺参数(转速和喂料速率)对串联式磨盘挤出机混合性能的影响规律,通过与目前广泛应用的同向平行双螺杆挤出机的对比实验,进一步剖析串联式磨盘螺杆挤出机的混炼机理。