在聚合物物理改性的混合過程中，其棍合機(jī)理包括“剪切”、“分流、合并和置換”、“擠壓（壓
縮）”、“拉仲”、“聚集”諸作用，而這些作用并非在每個混合過程中都等程度出現(xiàn)，它們的出現(xiàn)及
占有的地位會因混合的zui終目的、物料的狀態(tài)、溫度、壓力、速度等不同而不同，下面分別予以討淪。
1.剪切剪切的作用是把高薪度分散相粒子或凝聚體分散于其他分散介質(zhì)中。它包括將介于兩塊平行板間的物料通過板的平行運(yùn)動而使物料內(nèi)部產(chǎn)生*變形的“黏性剪切”、刀具切割物料的“分割剪切”，以及由以上兩種剪切合成類似于石磨磨碎東西時的“磨碎剪切”等。圖3-1說明了平行平板混合器的鉆性剪切。兩種等黏度的流體被封閉在兩塊平行板之間。初始，黑色的少組分作為離散的立方體存在，呈無規(guī)分布。在上板移動而引起剪切的作用下，這些粒子將被拉長、變形。zui后，形成明暗相間的條紋狀。在整個過程中粒子體積沒有變化，只是截面變細(xì)，向傾斜方向伸長，從而使表面積增大，分布區(qū)域擴(kuò)大，滲進(jìn)別的物料中的可能性增加，因而達(dá)到混合均勻的目的。我們可以用一對亮暗層的平均聯(lián)合厚度作為混合程度的量度，稱作條紋厚度。隨混合過程的進(jìn)行，單位體積的界面面積在增加，而條紋厚度在減小。如果施加足夠的剪切，使條紋厚度下降到分辨度之下，則呈現(xiàn)均勻的灰顏色。
剪切的棍合效果與剪切力的大小和力的作用距離有關(guān)。如圖3-2所示，剪切力（F）越大和剪切作用作用力的距離（H）越小，混合效果越好，受剪切作用的物料被拉長變形越大（L大），越有利于與其他物料的混合。利用剪切力的混合作用，特別適用于塑性物料，因為塑性物料的黏度大，流動性差，又不能粉碎以增加分散程度。應(yīng)用剪切分散作用時，由于兩個剪切力的距離一般總是很小的，因此物料在變形過程中，就能很均勻地被分散在整個物料中。在棍合過程中，水平方向的作用力僅使物料在自身的平而（層）流動;如果作用力F與平面具有一定角度，則在垂直方向產(chǎn)生分力，則能造成層與層間的物料流動，從而大大增強(qiáng)混合效果。
2.分流、合并和置換利用器壁對流動進(jìn)行分流，即在流體的流道中設(shè)置突起板或隔板狀的剪切片進(jìn)行分流。分流后，有的在流動下游再合并為原狀態(tài)，有的在各分流束內(nèi)引起循環(huán)流動后再合并，有的在各分流束進(jìn)行相對位置交換（置換）后再合并，也有以上兒種作用同時存在的情況。在進(jìn)行分流時，若分流用的剪切片數(shù)為1，則分流數(shù)為2,剪切片數(shù)為n，分流數(shù)為（n+1）。如果用于分流的剪切片設(shè)置成串聯(lián)，其串聯(lián)階數(shù)為m，則分流數(shù)為N=n+1），分流后經(jīng)置換再合并時，希望在分流后相鄰流速合并時盡可能離得遠(yuǎn)些，而分流后相距較遠(yuǎn)的流速合并時盡可能接近些，就是說分流時任取兩股流束的相對距離和合并時同樣的兩股流束的相對距離的差別應(yīng)盡可能大。為說明這一點，引人圖3一3，設(shè)主流動方向為z向，而在xy平面上存在著不均勻因素。在z向截取兩個截面，截面（a）表示混合前分流的配置情況，截面（b）表示棍合后分流的配置情況。由（a）,（b）兩截面可以清楚地看出，混合前后各分流的置換情況。圖3-4說明了當(dāng)m=3和n=3時，混合前的分流配置和棍合后的分流配置情況。
3.擠壓如物料在承受剪切前先經(jīng)受壓縮，使物料的密度提高，這樣剪切時，剪切應(yīng)力作用大，可提高剪切效率。同時當(dāng)物料被壓縮時，物料內(nèi)部會發(fā)生流動，產(chǎn)生由于壓縮引起的流動剪切，如圖3-5所示，壓縮作用發(fā)生在密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子突棱側(cè)壁和室壁之問，也發(fā)生在兩輥開煉機(jī)的兩個輥隙之間。在擠出機(jī)中，由于螺槽從加料段到計量段的深度是由深變淺的，因而對松散的固體物料進(jìn)行了壓縮，該壓縮有
利于固體輸送，有利于傳熱熔融，也有利于物料受到剪切。
4.拉伸拉伸可以使物料產(chǎn)生變形，減小料層厚度，增加界面，有利于棍合。在常規(guī)的聚合物加工設(shè)備中，產(chǎn)生拉伸作用的方法多為改變混合螺桿外形及尺寸。例如使用一種楔形螺棱，其螺棱上開有許多錐形的槽，熔休在越過螺棱以及通過開在螺棱中的錐形槽時，會受到雙重拉伸。
5.聚集在棍合過程中，已破碎的分散相在熱運(yùn)動和微粒間相互吸引力的作用下，又重新聚集。達(dá)到平衡后，分散相得到該條件一下的平衡粒徑，如圖3-6所示。對分散的粒度和均布來說，這是混合的逆過程。因此，在混合過程中應(yīng)盡量減少這種聚集的發(fā)生。
