传统的聚合物成型加工设备一般利用螺杆进行固体物料塑化输送，即依赖旋转螺杆对固体物料的摩擦拖曳作用。这是一种基于剪切流场的塑化输送方式，物料的速度梯度与流动和变形方向垂直，流场内主要受剪切应力支配，该塑化输送方式普遍存在的缺陷是物料所经历的热机械历程长、能耗高和设备结构庞大等。为了克服这些缺点，华南理工大学聚合物加工中心原创型发明了基于拉伸流场的叶片挤出机。叶片挤出机的出现丰富了聚合物成型加工设备，改变了传统的聚合物加工理论和应用。因此，对叶片挤出机固体物料输送特性的研究具有很重要的理论和实际意义。首先，本文研究了叶片挤出机固体物料输送的能耗特性。根据固体物料微元的各个受力、固体物料的体积密度－压力关系和微元内压力各向异性，建立了固体物料的压力分布表达式。通过间接借用各力对转矩的做功建立了输入功率模型，阐明了固体物料输送过程中的能量来源，该能量通过转子表面和叶片传递，理论和实验表明叶片输送功率大于转子表面摩擦拖曳输送功率，前者甚至是后者的两倍多。根据实验拟合的可压缩性系数，理论和实验性探讨了转子与定子之间的偏心距以及固体物料与金属壁的摩擦系数对能量来源的影响。当叶片挤出机结构经过优化以后，理论和实验数据表明在叶片挤出机固体物料输送过程中叶片输送功率占优。与基于摩擦拖曳输送机理的传统螺杆挤出机相比较，叶片挤出机具有热力历史较短、材料的适应性好和能耗低等特点。同时，建立了物料用于增压的能耗模型，细致地讨论了各种途径的能量消耗，如定子内表面和挡板表面的热耗散、用于物料增压的能耗和用于固体物料的转动动能。固体物料输送的能量消耗主要用于热耗散，且热耗散主要集中在定子内表面；叶片挤出机固体物料输送过程中的增压能耗在总能耗中的占比高达20％。其次，探讨了在叶片挤出机固体物料输送过程中固体物料的压实特性。根据后叶片和前叶片的压力以及转子表面的静摩擦力对转子的作用力矩，建立了转子转矩的表达式，得到了固体物料可压缩性系数与转子转矩的变化关系以及固体物料的体积密度与转子转矩的表达式。通过不同的实验方案如改变设备参数（偏心距和摩擦系数）、工艺参数（温度和转速）和物料特性（结晶性与非结晶性物料和物料形状），分析了固体物料可压缩性系数或体积密度的变化，进而探讨了固体物料的可压缩性。实验结果表明：在叶片挤出机固体物料输送过程中可压缩性系数不是一个常数，在预压缩阶段该系数随转子转角的增大而增大，在压缩阶段该系数随转子转角的增大而减小，这种变化趋势主要由叶片挤出机的收敛几何结构和聚合物颗粒尺寸共同决定。在实际聚合物加工成型过程中，如果偏心距较大或者温度较低或金属壁表面未润滑，则固体物料的可压缩性较小。转子转速对固体物料的可压缩性几乎没有影响，不过，当转子转速低于10rpm，就应该考虑金属与固体物料的摩擦力或者颗粒之间的摩擦力对可压缩性系数的影响。在相同的条件下，与半结晶聚合物（LDPE）相比较非结晶性聚合物（GPPS）比较难以压缩，与非结晶性聚合物（ABS、PVC和HIPS）相比结晶性聚合物（PP）很难压缩。最后，根据叶片挤出机固体物料输送单元单容腔的体积、松密度和返料系数建立了固体物料输送的质量率模型，通过四种固体物料（LDPE、HDPE、GPPS和PP）松密度和挤出产量的测试探讨了在叶片挤出机固体物料输送过程中物料特性和加工工艺对固体物料输送能力的影响。结果表明：叶片挤出机固体物料挤出产量随转子转速的增大而线性增加，物料特性对固体物料输送能力的影响很小，当转子转速和加工温度设置不当时返料系数会增加并降低了固体物料的输送能力。基于拉伸流场的叶片挤出机是一种全新的聚合物加工设备，本文描述了该设备的固体物料输送特性，为进一步研究该设备的加工过程与机理打下了良好的基础，也为该设备的推广应用提供了重要理论依据。