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聚丙烯（PP）是五大通用塑料之一，由于其含有叔氢原子，易发生热氧降解，力学性能降低，失去使用价值。本文通过有机蒙脱土（OMMT）、纳米TiO2、纳米SiO2改性聚丙烯，研究了它们对聚丙烯力学性能、热性能及热氧老化性能的影响规律和机理。采用双螺杆挤出机将经表面处理的纳米粒子与PP熔融复合，制备得到了纳米复合材料。透射电镜（TEM）及X衍射（XRD）分析表明，纳米粒子在TiO2、SiO2在聚丙烯基体中呈纳米形态分布，OMMT在聚丙烯中呈插层及剥离态。偏光显微镜（PLM）及差动热分析（DSC）结果表明，三种纳米粒子对PP都具有异相成核作用，使聚丙烯晶体结构及结晶动力学参数发生变化，提高了聚丙烯的结晶度和结晶速率，其中PP／SiO2体系中PP以β晶型为主，PP／OMMT体系中PP以α晶型为主。力学性能分析研究表明，聚丙烯经纳米粒子改性后，拉伸强度和冲击强度有较大提高，起到了增强增韧的作用，其中PP／SiO2纳米复合材料的拉伸强度最大，PP／OMMT复合材料的冲击强度最好。热性能分析表明，聚丙烯纳米复合材料的热变形温度都有所提高。热烘箱老化试验结果表明，纳米粒子对聚丙烯热氧老化性能的改善取得了较好的效果，老化后其力学性能保持率相对较高，羰基含量变化率较小，样品表面龟裂较少且表面较平整，其中纳米TiO2改善效果最为明显。DSC氧化诱导期（OIT）分析研究表明，经纳米粒子改性后，聚丙烯氧化诱导期均明显延长，其中PP／OMMT体系氧化诱导期最长。热重分析（TG）表明，在氧气或氮气氛围下，改性聚丙烯起始分解温高与纯PP，在氧气氛围下，聚丙烯的起始分解温度比氮气氛围中要低得多，相比两种氛围，PP／OMMT的起始分解温度最高。非等温动力学研究表明，PP、PP／SiO2、PP／TiO2和PP／OMMT体系热降解均符合一级反应机理，计算得到了各自的反应活化能、指前因子，其中PP／OMMT的反应活化能最高。本论文研究结果为制备耐候级的聚丙烯专用料奠定了理论和实践基础。