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聚丙烯(Polypropylene, PP)作为五大通用塑料之一,以其加工成型容易、抗化学腐蚀性好等优点而应用广泛,但因其低温脆性较明显,从而限制了其应用范围,因此对其增韧改性一直以来都是研究的热点。近期研究发现,通过在PP基体中引入弹性体、无机纳米填料或成核剂,并在一定条件下对成型制品进行一定程度的热处理,被证明是改善PP韧性的有效方法,并可获得综合力学性能优异的产品。本论文旨在向PP引入一种不同性质的第二相成分(低熔点聚氧化乙烯(Polyethylene oxide, PEO)和有机处理过的蒙脱土(Organic montmorillonite, OMMT)),为PP热处理过程中分子链的运动提供特殊的环境条件,即让PP分子链在二次结晶过程中受到PEO熔体的扰动或是OMMT片层结构的阻碍,研究PEO以及OMMT对PP二次结晶行为的影响,探讨PP等温退火过程中片晶结构的变化和无定形区分子链松弛行为的变化。同时采用p成核剂(TMB-5)来控制PP/OMMT纳米复合材料中基体PP的晶体形态与结构。在此基础上,系统的研究了等温退火热处理对PP/PEO共混物以及PP/OMMT/TMB:纳米复合材料微观结构和宏观力学性能的影响,深入分析了退火提高冲击韧性的机理。得到以下结论：(1)PEO的加入能够改善基体PP的结晶行为,使PP的结晶温度升高,球晶生成速率增大。PEO对PP的结晶起到一定的异相成核的作用,并促使PP/PEO共混物中基体PP生成了少量的β-PP。同时,PEO能够促进基体PP分子链段的滑移扩散及松弛行为,但会抑制基体PP在退火过程中片晶的增厚。(2)PP/5PEO样品断裂韧性的提高与退火温度及退火时间存在依赖关系。在较低的退火温度下(<100℃),PP/5PEO断裂韧性提高不大：在相对适,中的温度下(100-140℃)退火,断裂韧性大幅度提高；在更高的温度下(>140℃)退火,断裂韧性降低。另外,PP/5PEO在100℃退火后,随着退火时间的延长,样品断裂韧性逐渐提高。PP/10PEO样品的冲击强度随着退火温度(90-150℃)的增大,呈现出近似线性增大的趋势。考虑到高温退火时PEO的部分降解在一定程度上不利于PP/PEO体系综合力学性能的提高,所以认为PP/PEO体系最佳的退火温度范围为100-140℃。(3)退火会使PP/PEO两组共混物样品的刚性增大,表现为退火后PP/5PEO样品的储能模量增大,PP/10PEO样品的显微硬度增大；同时,等温退火处理后PP/PEO两组共混物的样品在单轴拉伸过程中的应力下降现象变得不明显。(4)对退火提高冲击韧性的机理进行了分析,认为除了PEO本身对PP有一定的增韧作用外,PEO能够促使基体PP生成少量的p-PP。样品在较温和的温度(100-140℃)退火时,除了p-PP本身晶体结构逐渐完善外,PEO能够促进基体PP无定形区分子链段的二次结晶行为,进而使PP基体片晶之间无定形区分子链段的缠结点密度降低。即共混物中无定形区分子链段灵活性增大是导致其断裂韧性提高的主要原因。同时,在PP/10PEO体系中,等温退火处理后样品在冲击断裂过程中由脆性断裂为主的平面应变状态逐渐向韧性断裂的平面应力状态转变,从而使体系的冲击强度显著提高。(5)尽管OMMT会抑制PP/OMMT/TMB纳米复合材料中基体PP生成β-PP,但TMB-5较强的β成核作用还是能够使PP/OMMT/TMB纳米复合材料中基体PP主要以β-PP的形式存在。PP/OMMT/TMB纳米复合材料的冲击强度与退火温度存在依赖关系。在较温和的温度下(110-130℃)退火,样品冲击强度大幅度提高；当退火温度较高(=150℃)时,样品的冲击强度急剧降低。这与退火后PP/OMMT/TMB纳米复合材料中晶体结构变化是相对应的。(6)通过向PP/OMMT中引入β-NA,在控制PP基体晶体结构的基础上并对其施加等温退火热处理,可以获得强度和韧性明显改善的PP/OMMT纳米复合材料,并且克服了以往研究中OMMT改性PP难以增韧的问题。(7)对比分析了等温退火对PP引入不同第二相成分PEO和OMMT体系冲击性能的影响,结果表明：β-NA的加入使PP/OMMT/TMB纳米复合材料基体PP生成大量的β-PP,与具有“互锁”结构的α-PP相比,β-PP相对较为松散的平行排列的片晶使得纳米复合材料具有较好的韧性。但是由于OMMT纳米片层结构对样品中分子链段的阻碍作用,使得PP/OMMT/TMB体系经过110-130℃等温退火处理后,样品冲击强度增大的幅度小于PP/5PEO的体系,进一步表明PP共混物体系中无定形区分子链段的灵活性对其冲击韧性的提高起到很重要的作用。