在持续低温、高湿度环境中,固体或液体表面形成的覆冰会危害工业生产和日常生活。使用加热、超声波、化学试剂、人工等除冰方法均可实现主动防覆冰,但需消耗额外的人力、物力。当覆冰粘附力低于20 k Pa时,冰层可在重力、微风、振动等自然因素作用下从固体表面自动脱落。基于润湿理论、粘附理论和覆冰理论,仿荷叶结构的超疏水表面和仿猪笼草结构的超润滑液体表面（SLIPS）已成为低耗、高效的被动防覆冰途径。然而,超疏水表面在极低温环境中可能丧失疏冰性,SLIPS润滑液层的流失会导致防覆冰耐久性下降和环境污染。此外,现有的被动防覆冰措施大多是在固体表面涂覆防覆冰涂层,而将聚烯烃类材料作为原材料来设计疏水、疏冰构件的研究很少。聚烯烃是一类具有优异机械强度、绝缘性及易加工性的常用工程材料,特别是在输变电、交通运输、冷冻设备、家用冰箱等方面具有疏水、疏冰的强烈需求。本文基于聚丙烯设计了3种新型防覆冰聚丙烯复合材料,研究了表面形貌结构、超润滑液组成对润湿性、防覆冰性、电绝缘性、机械性等的影响。主要研究内容总结如下:1.聚丙烯-聚二甲基硅氧烷纳米松针阵列的制备及其防覆冰性能研究针对SLIPS润滑层流失和聚丙烯覆冰粘附力大的问题,受到自然界中“可不断渗出松油的松针”启发,设计了一种聚丙烯-聚二甲基硅氧烷（PP-PDMS）疏水、疏冰材料,通过阳极氧化铝（AAO）模板注塑法,构建了纳米松针阵列。PDMS由内部向表面迁移,在纳米松针阵列表面形成SLIPS。研究了松针直径及PDMS用量对疏水性、覆冰粘附力、防覆冰耐久性、表面电阻率、拉伸应力的影响。结果显示,纳米松针直径190 nm、含0.5 wt%PDMS的SLIPS综合防覆冰性能最佳,接触角高达152.8o,覆冰粘附力仅为7.55 k Pa。该SLIPS经历20次结冰/除冰循环后,覆冰粘附力为11.2k Pa,表现出优异的防覆冰耐久性。同时,该材料具有优异的机械性能（最大拉伸应力为28.3 MPa）和电绝缘性能(表面电阻率达1011Ω?m-2数量级)。2.聚丙烯-全氟聚醚纳米松针阵列的制备及其防覆冰性能研究设计了一种表面能更低的聚丙烯-全氟聚醚（PP-PFPE）疏水、疏冰材料,研究了纳米松针阵列形貌中“松针高度”对疏水性、疏冰性、防覆冰耐久性的影响,同时测试了新材料的表面电阻率、漏电起痕性能、最大拉伸应力等。结果显示,松针高度为6.1μm、含0.5 wt%PFPE的SLIPS具有最佳的综合防覆冰性能,接触角高达168.9o,覆冰粘附力仅为5.42 k Pa。由于PFPE的低挥发性,该SLIPS经历20次结冰/除冰循环后,覆冰粘附力为6.39 k Pa（远低于20 k Pa）,表现出极佳的防覆冰耐久性。该材料还具有优异的机械性能（最大拉伸应力为29.5 MPa）和电绝缘性(表面电阻率达1012Ω?m-2数量级,通过4.5 k V的耐压起痕测试,达到1A4.5级),可作为制造输变电领域用防覆冰绝缘构件的原材料。3.聚丙烯表面自适应水凝胶润滑层的制备及其防覆冰性能研究设计了一种环保、廉价的聚丙烯-超高分子量聚丙烯酸钠（H-PAAS）疏冰材料,研究该材料构件的动态接触角、疏冰性、防覆冰耐久性、表面元素迁移规律,发现构件表面在遭遇水、霜后会在短时间内形成自适应水凝胶型SLIPS。结果显示,添加超高分子量聚丙烯酸钠的质量分数为15%及20%的3号和4号SLIPS具有最佳的防覆冰性能。与传统降低表面能的疏冰机理不同,H-PAAS水凝胶依靠吸水膨胀产生动态接触线,在2 h内,3号SLIPS的接触角由91.7o下降至0.0o,接触线持续扩张不断破坏形成的覆冰。同时,Na+与-COO-持续扩散进水凝胶层（表面Na原子分数提高29.1倍）,形成电解质降低冰点,延迟结冰（4号SLIPS的延迟结冰时间最长为3048 s）,降低覆冰粘附力（3号SLIPS的覆冰粘附力仅为5.14 k Pa）,且3号SLIPS经历15次结冰/除冰循环后,覆冰粘附力仍非常低,为10.74 k Pa,远低于覆冰自动脱落的临界值,表明以该种环保廉价的材料制作的构件具有自动防覆冰功能。