淀粉是植物经光合作用而形成的一种天然可再生资源,来源广,品种多,产量高、价格低廉,并且能够在各种自然环境下降解,因此热塑性淀粉（TPS）广受研究者的关注并有望取代难降解的石油基塑料。加工过程对TPS结构和性能很大的影响,传统的加工方式以剪切流场为主导,剪切作用强,易导致淀粉降解;针对传统加工方式的不足,华南理工大学瞿金平教授提出了基于体积拉伸流变的TPS制备新方式,与传统方法相比,其加工过程以体积拉伸流场为主导,传热传质均匀性高,增塑剂分散均匀,能够降低淀粉分子因剪切作用发生的降解,促进淀粉的熔融塑化。本文采用的双轴偏心转子挤出机,由本实验室自主研制,可以实现全程以体积拉伸流场为主导的加工过程。论文阐述了双轴偏心转子塑化输运的原理和设备,总结了以体积拉伸流场为主导的双轴偏心转子塑化输运相较于传统塑化输运方式所具备的优势。本文采用以体积拉伸流场为主导的双轴偏心转子挤出机制备了TPS,通过控制加工转速来调控加工过程中体积拉伸流变作用的强弱,研究了不同加工转速对TPS结构与性能的影响。通过对不同加工转速下制备的TPS的微观形貌,氢键作用、晶体结构、流变性能的分析和力学性能的测试,揭示了体积拉伸流变作用对甘油分散以及淀粉熔融塑化的影响规律。实验结果表明,加工转速与甘油含量对于淀粉的熔融塑化具有协同作用,体积拉伸流变作用的增强促进了TPS内部甘油的混合分散,强化了甘油和淀粉分子之间的氢键作用,从而提高了淀粉的熔融塑化程度,同时对淀粉分子链破坏作用小,减少了淀粉分子的降解。在此基础上,利用双轴偏心转子挤出机,在50rpm加工转速下制备了TPS及TPS/二氧化硅（Si O₂）纳米复合材料。研究了不同含量的甘油和Si O₂对TPS结构与性能的影响。实验结果表明:35phr含量的甘油和淀粉分子之间的氢键作用能够达到饱和,使淀粉颗粒达到最佳的熔融塑化状态,获得了最优的综合性能,断裂伸长率达到226.1%的同时仍可保持2.82MPa的拉伸强度;Si O₂与甘油和淀粉分子之间形成氢键作用,增加了TPS的热稳定性,Si O₂在含量不超过4phr时可在TPS中保持良好的分散分布形态,并可在TPS基体中充当物理缠结点提高TPS的拉伸强度,Si O₂含量为4phr时,TPS拉伸强度增加至最大值5.12MPa,相比未加Si O₂的TPS其拉伸强度提高了81.6%,同时仍保持170.3%的断裂伸长率。