程建邦，于兵，陈峰峰，王一飞，李浩杰，姚爱英，2，陈占春，2

(1.太原理工大学机械与运载工程学院，太原 030024； 2.太原理工大学山西省虚拟仿真实验教学中心，太原 030024)

聚丙烯(PP)是一种应用十分广泛的塑料。因为存在耐冲击性不足等缺点，所以在塑料工业生产中，通过填充或共混改性，可以使PP的性能得到显著改善。而将无机纳米粒子与PP熔融共混，制备PP／无机纳米粒子复合材料，可以对PP产生多方面的改性效果[1]。大量的研究证明，复合材料获得优良的性能表现与无机纳米粒子是否良好分散于PP基体中密切相关，然而无机纳米粒子易于团聚，很大程度上限制了其应用，也导致其优良特性发挥不充分[2]。

目前有关无机纳米粒子在聚合物基体中的分散特征研究主要立足于两方面：一方面研究表面活性处理对无机纳米粒子分散效果的影响[3–4]；另一方面则从加工机械与工艺入手，以期实现更好的分散效果[5]。

双螺杆挤出机是制备聚合物／无机纳米粒子复合材料的主要设备。从双螺杆挤出过程数值模拟的研究进展来看，挤出过程的数值模拟对象主要是流场特性分析、瞬态混合性能分析、停留时间分布分析和反应挤出分析等[6]，然而有关无机纳米粒子经流场作用后其粒径变化的研究很少。此外，对于双螺杆挤出机螺杆结构的研究以其对流场结构的影响为主[7–11]，对无机纳米粒子与聚合物的共混研究同样少见。对于挤出过程而言，当操作参数和双螺杆挤出机基本结构确定后，通过螺杆元件结构设计调控挤出过程流场等因素是颇为有效的手段[12]。……