综述：用于聚合物复合材料的热动力混合与复合技术——综述

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：Thermokinetic mixing compounding for polymer composites – a comprehensive review

高速热动力学混合器（K-mixers）通过剪切摩擦将动能转化为热能，实现分钟级快速混合，有效分散纳米填料、处理湿性生物聚合物及高填充量（如85wt%）材料。相较于传统双螺杆挤出，其优势在于避免热历史影响，优化界面结合策略（如动态相容剂选择和纤维表面处理）。文章还分析了结构-加工-性能关系，并探讨了规模化、反应加工及复合材料开发的前景。

　　

摘要

高速热动力学混合器（K-混合器）是一种先进的复合技术，它利用强烈的剪切力和摩擦力将动能直接转化为热能。这种机制使得混合周期非常快速，通常在一分钟以内完成，从而能够显著提高填料的分散效果，同时最大限度地减少材料的热历史（即材料在加工过程中受到的热影响）。这种技术尤其适用于处理具有挑战性的材料，包括热敏感的生物聚合物、湿法填料原料以及容易聚集的纳米填料。作为首篇全面介绍该技术的综述文章，本文总结了热动力学混合（K-混合）的基本原理，并概述了聚合物复合材料制备方面的最新进展。我们将K-混合器的工作原理与传统双螺杆挤出技术进行了对比，强调了其在分散纳米级填料、剥离层状材料以及处理湿法纤维素原料和超高填料含量（例如85 wt%）方面的显著优势。此外，还评估了在快速加工条件下优化填料-基体界面结合的策略，例如通过选择合适的相容剂和进行纤维表面处理等方法。最后，我们分析了材料结构、加工工艺与性能之间的关键关系，并指出了未来的发展方向，包括扩大生产规模、开展反应性加工以及开发混合材料等方面。