聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料(简称PLS N)较其他一般材料有着独特的优异性质而受到青睐,其宏观特性的优劣取决于填充纳米粒子与基体之间形成微观结构的好坏,而微观结构的好坏又取决于材料成型工艺条件的控制。但是,应用现有的熔体插层这一方法制备得到的PLSN由于填充其中的二维无机纳米粒子分散取向的随机性,导致其微观结构存在缺陷而造成力学性能远没有达到所期望的性能指标要求。在本研究中利用自主设计研制微纳层叠挤出成型设备将纳米微层拖曳流场引入到PLSN的制备过程中,对纳米微层拖曳流场对基体材料中二维纳米粒子(MMT)的微观形态与宏观性能的影响规律与作用机制进行了研究,并最终得到基于微纳层叠技术的纳米微层拖曳流场中对高分子基体中二维纳米粒子的可控取向方法。本课题的主要研究内容及得出的结论有：1、基于扭转层叠单元的流场分析。因熔体流动这一过程中由拖曳流场而产生的剪切力有利于聚合物高分子链的沿特定方向有序排列取向,而熔体插层进入层状纳米粒子的层间距之间也离不开剪切力的作用,故对扭转层叠单位的剪切速率场分析必不可少。利用Polyflow对扭转层叠单元的剪切速率场分布以及流量、黏度和不同基体材料对剪切速率分布的影响进行了研究。结果表明,扭转层叠单元内存在沿熔体挤出流动方向和垂直于熔体挤出流动方向上的剪切速率,不同流量、不同黏度以及不同物性参数对扭转层叠单元内的剪切速率场的分布规律没有影响,流量对剪切速率的影响作用最为有效,在不同物性参数材料下剪切速率主要受到其黏度的影响,但剪切速率几乎不会被黏度的变化而产生大幅度改变。对于同一种材料而言,剪切力发生变化主要因素是流量；对于不同物性参数的材料来说,剪切力的不同主要原因是熔体黏度的不同。2、基于扭转层叠单元的微纳叠层技术对单一聚烯烃材料性能的影响机制进行了研究。基于扭转层叠单元的纳米微层拖曳流场,利用微纳层叠挤出成型设备制备了LLDPE和PP单一材料的试样进行了取向度、结晶度、拉伸强度等测试。结果表明,在因扭转层叠单元特殊结构而产生沿挤出方向和垂直于挤出方向的纳米拖曳流场作用下能够有效地促进高分子链沿剪切力方向有序排列,高分子链的取向程度和材料的结晶度均得到大幅度提升,晶粒尺寸明显细化缩小；在拉伸过程中出现明显的双屈服现象,在沿挤出方向和垂直于挤出方向上均表现出高强度和高韧性,具有类似于双轴拉伸的效果。3、高分子基体中二维无机纳米粒子(MMT)可控分散取向方法的研究。基于纳米拖曳流场探究了微流层厚度(调节层数实现)、拖曳流速度梯度(改变螺杆转速实现)和不同基体物化性质(改变基体组份材料实现)对MMT在高分子基体组份中分散取向的作用规律。利用微纳层叠技术制备了不同层数、不同螺杆转速和不同基体材料下的聚合物蒙脱土纳米复合材料,并对试样进行了微观结构、宏观性能的测试。结果表明通过层数调节实现微流层厚度改变的方式能够有效地提高基体中MMT的分散、取向程度,当微流层厚度达到纳米级时MMT的分散、取向效果最明显；通过螺杆转速调节实现拖曳流速度梯度的方式对扩大MMT的层间距的作用不明显,但对MMT的取向作用效果明显；不同基体高分子物理与化学性质对MMT的分散取向效果不同,基体材料熔体黏度高、分子链结构单一的越能促进MMT剥离分散。依据研究结果可知,通过调节层数控制微流层厚度、改变螺杆转速控制拖曳流速度梯度以及改变基体材料可以达到MMT在基体材料的可控取向分散的目的。