聚偏氟乙烯（PVDF）具有优良的化学稳定性、介电性能以及生物活性等,故而PVDF及其复合材料在光电储能、传感器、生物医疗等不同领域具有巨大应用潜力。共混改性作为制备聚合物复合材料最重要的方法之一,可通过控制材料的类型、组分比以及加工参数等实现聚合物复合体系结构调控和最终性能的优化,而其调控和优化的关键是复合材料的混合分散及分布。相较于传统的以剪切作用为主导的聚合物加工设备,体积拉伸流变作用支配的聚合物加工设备具有热机械历程短、混合分散效果好、加工能耗低等优点。因此,为了能够简单高效地制备结构性能可控的PVDF基复合材料和推动以体积拉伸流变作用为主导的新型共混技术的产业化应用,系统地研究体积拉伸流变作用下强极性PVDF基复合体系的结构与性能演变机制具有重要的科学和实践意义。以高粘度比PVDF/聚乳酸（PLA）复合体系为研究对象,基于体积拉伸流变作用支配的偏心转子挤出机,研究了不相容聚合物复合体系的微结构演化及其性能响应机制。相比于剪切作用,体积拉伸流变作用更有利于高粘度比PVDF/PLA复合体系的混合分散以及取向结构的细化。在PVDF/PLA质量比为50/50时,共混材料呈现最明显的取向结构;当质量比为60/40和85/15时,共混材料分别发生由“海-岛”相结构向共连续相结构的转变及其逆转变;随PVDF含量的增加,PVDF/PLA共混材料的介电常数在第一次相转变前后呈现先慢后快的线性增加趋势。在此基础上,以质量比为50/50的PVDF/PLA复合体系为研究对象,通过改变加工温度和转子转速进一步研究了体积拉伸流变中多加工因素耦合作用下的微结构与性能之间的变化规律。降低加工温度和增加转子转速不仅促进PVDF/PLA共混材料从“海-岛”结构转变为更细化的取向共连续相结构、提高共混材料的力学性能,还可使PVDF相因受限作用导致晶体择优生长面从（110）α/γ转变为（020）α/γ。降低加工温度可使PVDF相的平均直径从2.35μm降至0.58μm,共混材料的拉伸强度从38.7提升至53.1 MPa;适当提高转子转速可使共混材料的拉伸强度最大提高15.2 MPa。同时,研究了在体积拉伸流变作用下组分比、加工温度以及转子转速对热力学互溶的PVDF/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合体系微结构与性能的影响。结果表明,体积拉伸流变的循环“压缩-释放”作用有利于两相分子链的动态“缠结-解缠结”,促进两相分子链的迁移以及微观互溶。PMMA含量、加工温度以及转子转速的提高均有利于缩短复合体系的松弛时间,显著改善共混材料的力学性能。在230 oC、20 r/min下,含15 wt%PMMA的共混材料的特征松弛时间、杨氏模量和断裂伸长率分别为0.70 s、1040.3MPa和138.2%,相比于纯PVDF分别降低了53.3%、增加了34.6%和233.0%。而且,适当提高加工温度可以显著提升PVDF/PMMA共混材料的热稳定性;当加工温度由210oC升高至230 oC时,T5%和T10%分别从350.5 oC和372.4 oC升高至381.2 oC和396.3 oC。进一步,研究了在体积拉伸流变作用下有机改性蒙脱土（OMMT）含量和转子转速对PVDF/OMMT复合材料微结构与性能的影响。在“离子-偶极子”耦合与体积拉伸流变的协同作用下,OMMT在PVDF基体中实现了良好的插层分散,并导致片状OMMT沿流动方向取向排列,进而诱导PVDF相形成取向的β/γ晶,提高PVDF相的结晶温度、介电常数以及拉伸模量;适当提高转子转速有利于OMMT的插层分散以及取向β/γ晶的形成,提高复合材料的介电常数和力学性能。最后,研究了体积拉伸流变作用下OMMT对PVDF/PLA不相容体系和PVDF/PMMA相容体系微结构与性能的影响。在两种复合体系中,OMMT均可通过“离子-偶极子”耦合作用诱导PVDF相形成极化晶（β/γ）、提高复合材料的介电常数,但同时也会阻碍聚合物分子链运动、降低复合材料的力学性能。此外,在PVDF/PLA不相容体系中,OMMT的选择性分散可以增加PVDF/PLA体系的界面相容性,降低PLA相的结晶性,改变复合材料的流变行为;在PVDF/PMMA相容体系中,OMMT因优先吸附PMMA相包覆其表面,导致复合材料局部相分离以及热力学稳定性下降。综上,基于偏心转子挤出机制备的PVDF基复合材料结构性能的研究结果,揭示了体积拉伸流变作用下聚合物不相容体系、相容体系以及纳米粒子填充复合体系的混合分散机理,建立了体积拉伸流变中多因素耦合作用下的“工艺-结构-性能”之间的关联关系,获得了多尺度微结构与性能可控的PVDF基复合材料。本论文的研究成果为聚合物的复合改性提供了一种新的加工方法和理论支撑,也为以体积拉伸流变作用为主导的塑化输运设备的应用及推广提供了重要依据。