本课题根据啮合同向双螺杆啮合原理及螺杆运动关系,将波状螺杆结构应用到双螺杆挤出机中,设计了一种波状双螺杆元件。用数值模拟和实验研究相结合的方法,对波状双螺杆元件的熔体输送、混合性能进行了研究；将波状双螺杆元件用于挤出机的熔融段,用动态可视化和静态可视化相结合的方法研究了聚合物颗粒在其中的熔融过程。用Polyflow软件对波状双螺杆元件及常规螺纹元件的流场进行了模拟和分析,结果表明波状双螺杆元件的熔体输送性能稍差,但分散混合性能、分布混合性能均优于常规螺纹元件。熔体输送及混合性能实验结果表明：带有波状双螺杆元件的螺杆构型挤出试样的分散相粒径较小,停留时间分布较宽,显示出波状双螺杆元件较强的分散和分布混合性能,实验结果与模拟结果吻合。聚合物颗粒在不同螺杆元件中的熔融实验表明,波状双螺杆元件适于布置在熔融段,聚合物颗粒在带有波状双螺杆元件的螺杆构型下熔融时,熔融区长度最短。论文还建立了聚合物颗粒在波状双螺杆元件下熔融的物理模型。