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本论文采用了纳米碳酸钙(CaCO3)、氧化硅(SiO2)以及弹性体氯化聚乙烯(CPE)和刚性体马来酸酐接枝聚氯乙烯(PVC-MAH)对聚氯乙烯进行共混改性。系统地研究了偶联剂改性、聚合物接枝改性、弹性体以及界面改性剂的加入对无机纳米粒子改性PVC复合材料性能和界面影响，并且定量表征了无机纳米粒子改性PVC复合材料的界面作用和厚度，探索无机粒子改性聚合物的影响因素和改性机理，以制备高性能的PVC复合材料。
研究了纳米CaCO3粒子填充量、粒度、表面处理剂种类以及处理量对其填充PVC复合材料性能的影响。采用了JN198和JN114对纳米CaCO3粒子进行表面改性，结果显示表面改性能明显提高纳米CaCO3粒子在PVC基体中的分散性，提高其填充PVC复合材料的拉伸屈服强度和冲击韧性，降低加工平衡转矩。JN198改性具有最高的冲击强度，JN114改性具有最高的拉伸屈服强度；并且PVC/Nano-CaCO3复合材料的拉伸屈服强度和冲击强度均随着JN114含量的增加而增加。粒度对PVC/CaCO3复合材料性能影响的研究表明复合材料加工平衡转矩、拉伸屈服强度、冲击韧性均随着无机粒子粒度的下降而升高。采用了界面作用参数B、界面解键角θ以及有效界面层厚度△r来定量表征纳米CaCO3粒子与PVC基体之间的界面粘结强度，结果显示表面改性能明显增强颗粒与PVC基体之间的界面粘结作用，同时JN114改性具有最好的增强效果；界面作用随着JN114的增加以及无机粒子粒度的下降而逐渐增大。
采用了廉价的马来酸酐和异辛醇在纳米CaCO3表面引入活性双键，将甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及丙烯酸丁酯(BA)单体通过微乳液自由基聚合在纳米CaCO3表面进行接枝改性，以增加其与PVC基体之间的界面粘结。研究表明对纳米CaCO3粒子的聚合物接枝改性比传统的硬脂酸钠改性更能促进了其在PVC基体中的分散性、提高其填充PVC复合材料的拉伸屈服强度以及流动性；但是聚合物接枝改性产物的增韧效率略微有所下降，无机颗粒与PVC基体之间的界面粘结作用得到较大的提高。
为更好地提高PVC复合材料的力学性能，选择了CPE以及PVC-MAH协同纳米CaCO3粒子改性PVC复合材料。研究揭示了CPE和PVC-MAH的引入促进了纳米CaCO3粒子在PVC基体中的分散，同时增加了复合体系的平衡转矩。CPE的引入增加PVC/nano-CaCO3复合材料的冲击强度、降低拉伸屈服强度；而PVC-MAH则增加拉伸屈服强度、降低冲击强度。界面作用参数B以及解键角θ的计算表明PVC-MAH和CPE的引入均增加了纳米CaCO3粒子与PVC基体之间的界面粘结作用。
对纳米SiO2粒子进行硅烷偶联剂表面处理和PMMA聚合接枝改性来增强其与PVC基体之间的界面粘结，并研究了其填充PVC复合材料的界面与性能。不同硅烷偶联剂改性的纳米SiO2粒子填充PVC基体的性能显示了KH570改性以后的纳米SiO2粒子填充PVC基体有最好的分散性、最低的平衡转矩、最高的拉伸强度和最强界面作用，DMCS改性的次之，未经表面改性的最差。PMMA聚合接枝改性使得PVC/nano-SiO2复合材料的拉伸屈服强度和界面粘结强度进一步提高。
利用纳米CaCO3和CPE协同增韧PVC复合材料的原理降低工业硬质聚氯乙烯配方中CPE的添加量，在不降低性能的前提下降低复合材料的生产成本。并把这一结果应用于管材和型材中，制备了性能优良，价格低廉的UPVC管材和型材。