近年来,聚合物/无机纳米复合材料由于具有优异的性能和潜在的应用价值,成为国内外学者关注的焦点。二氧化钛（TiO₂）纳米粒子具有无毒无害、熔点高、刚度大、化学性质稳定及热稳定性好等优点,将其作为填料用于聚合物改性,可提高聚合物基体材料的力学和热稳定性能。本文以聚碳酸酯（PC）作为基体材料,金红石型和锐钛矿型TiO₂纳米粒子分别作为填料,通过熔融共混和注射成型制备出不同原料配比（0.5-3 wt%）的PC/TiO₂纳米复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机及动态热力学分析仪,研究了两种晶型Ti O₂纳米粒子对复合材料微观结构和力学性能的影响机理和规律。研究结果表明:（1）低含量下（1 wt%）,两种晶型TiO₂纳米粒子在PC基体中分散程度较好。随着填料含量增加,纳米粒子团聚体尺寸增大,锐钛矿型TiO₂纳米粒子团聚现象更为严重;（2）两种晶型TiO₂纳米粒子都能对PC产生增强增韧作用,且金红石型TiO₂纳米粒子因与PC界面结合更好,增强增韧效果更佳;（3）在玻璃化转变温度（Tg）以下,两种晶型TiO₂纳米粒子都能提高复合材料的储能模量,且与纳米粒子含量呈正比。在上述研究的基础上,借助热重分析、傅里叶变换红外光谱、热重-红外联用分析等表征手段,同时结合Kissinger-Akahira-Sunos（KAS）等效转化计算法,探讨了两种晶型TiO₂纳米粒子对复合材料热降解行为、机制和动力学的影响。研究结果和结论如下:（1）两种晶型TiO₂纳米粒子都能够提高复合材料的热稳定性能,其中金红石型TiO₂纳米粒子的改善效果更好;（2）TiO₂纳米粒子对复合材料热降解行为的影响主要包括以下三个方面:热降解起始阶段,PC分子链异亚丙基裂解产生自由基,TiO₂纳米粒子可以捕获这些自由基,延迟热降解反应发生,提高热降解起始温度;热降解主要反应阶段,PC分子链发生复杂的化学反应如碳酸酯基水解/醇解和重排,TiO₂纳米粒子的催化作用能够提升热降解反应速率;热降解中后期,PC基体的热降解致使TiO₂纳米粒子在表面堆积,与热降解固相产物结合形成屏障网络,阻碍了热降解气相产物的挥发及热量的传递,可以抑制内部材料热降解反应的发生;（3）添加两种晶型TiO₂纳米粒子的复合材料热降解活化能均比PC基体要高,其中添加金红石型TiO₂纳米粒子的复合材料数值最大。