高密度聚乙烯（HDPE）由于其优异的绝缘性和耐环境应力开裂性而适用于10-35kV ADSS光缆护套材料，力学性能优良的HDPE可进一步提高ADSS光缆的抗张能力，减少其主要承载元件芳纶纱的使用量，从而降低成本并拓展其应用领域。本文采用纳米碳酸钙对HDPE护套料进行改性，旨在优化其力学性能。首先，采用铝酸酯（ACA）、钛酸酯（TCA）和复合酯（CECA）三种偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性，以改善其颗粒团聚和与基体相容性差的问题。采用活化度分析研究改性纳米碳酸钙（CA-CaCO₃）的改性效果，并确定各偶联剂的最佳改性工艺；采用红外光谱（FT-IR）和热失重分析（TGA）研究偶联剂对纳米碳酸钙的包覆效果；采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积、沉降体积三种分析方法研究改性纳米碳酸钙颗粒的表面形貌和分散性。其次，采用熔融法制备碳酸钙/高密度聚乙烯（CaCO₃/HDPE）光缆护套材料和其他无机纳米颗粒/HDPE护套材料，对各护套材料的力学性能进行对比分析；并对CA-CaCO₃/HDPE护套材料的电学性能和热老化性能进行了研究。研究表明：经复合酯改性的碳酸钙（CECA-CaCO₃）活化度最高（接近100%），其最佳改性工艺为： CaCO₃浓度8.5%，改性时间70min，温度75℃，CECA用量大于等于4wt.%；偶联剂成功包覆于纳米CaCO₃表面，改性后颗粒尺寸变化不大，比表面积提高，分散效果变好；CECA-CaCO₃在基体中的分散性最好，并且力学性能改善效果优于ACA-CaCO₃和TCA-CaCO₃；偶联剂用量不宜过多，否则会导致护套料力学性能的略微降低；未改性纳米CaCO₃（UM-CaCO₃）会使HDPE护套料的力学性能变差；少量（小于等于10wt.%）CA-CaCO₃加入会使HDPE护套料的力学性能明显改善，但含量过多会影响其在基体中的分散效果，CECA-CaCO₃含量为7.5wt.%时，护套料的拉伸强度和断裂伸长率与基体材料相比分别提高16.8%和60.4%。CaCO₃填充体系的力学性能改善效果优于SiO2、TiO2和氢氧化铝（ATH）填充体系，略低于ZnO和Al₂O₃填充体系；纳米CaCO₃的加入会使护套料的电气性能变差，但可满足国标要求，改性后护套料的热老化性能提高。