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氢氧化镁（MH）作为PP阻燃剂，具有阻燃、消烟与填充等功能。但亲水性的MH填料表面极性大与非极性的PP界面相容性差，二者直接共混时往往导致复合材料力学性能的下降。为改善基体与填料之间的界面粘结，提高复合材料的力学性能，大量研究工作都集中在对MH进行表面改性，但采用多种不同大分子相容剂在PP/MH复合材料中引入不同界面相互作用以及对PP/MH复合材料的结构形态与结晶性能、力学性能等的影响研究报道较少。
本文以PP为基体，片状氢氧化镁MH和晶须氢氧化镁HMOS为填料，首次利用多种具有相同极性部分而大分子部分不同的聚丙烯接枝马来酸酐（PP—g—MA）、乙烯—辛烯共聚物接枝马来酸酐（POE—g—MA）和聚乙烯—醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐（EVA—g—MA）为相容剂，制备了具有不同界面相互作用的PP/MH和PP/HMOS复合材料，使用多种技术方法研究了复合材料的形态、结晶与熔融行为、热稳定性、流变行为、阻燃性能和力学性能等，深入研究了不同界面相互作用对复合材料结构与性能的影响，探讨了界面相容性与复合材料力学性能之间的关系。
主要研究结果如下：
（1）以片状氢氧化镁MH，晶须氢氧化镁HMOS为填料，制备了不同填料含量的PP/MH和PP/HMOS复合材料，并对两种复合材料的燃烧性能，结晶与熔融行为，流变性能和力学性能进行了比较。结果表明：MH和HMOS加入提高PP阻燃性能，但添加量需达到40wt％才会有较明显的效果。MH和HMOS加入提高PP结晶温度，归结于MH和HMOS对PP结晶起到异相成核作用，但MH成核作用要强于HMOS。MH及HMOS加入提高PP杨氏模量，但降低拉伸强度，断裂伸长率和冲击强度。相同填料含量下，PP/HMOS拉伸性能要高于PP/MH。而在高填充量下，PP/MH及PP/HMOS储存模量G’和复数粘度η*升高，力学损耗Tanδ下降。SEM观察表明填料与基体之间缺少有效的界面粘结是导致复合材料力学性能下降的关键。
（2）采用双螺杆挤出机制备了PP/相容剂共混物，PP/MH复合材料及具有不同界面相互作用的PP/MH/相容剂复合材料，并从多个角度考察了不同相容剂对材料性能的影响。SEM研究表明，相容剂加入改善了MH粒子与PP基体间的界面粘结。PP-g-MA和POE-g-MA加入使复合材料的熔融指数降低，而EVA-g-MA加入使得复合材料熔融指数提高。PP与相容剂的相容性顺序为：PP/PP-g-MA＞PP/POE-g-MA＞PP/EVA-g-MA。MH对PP结晶存在异相成核作用，并能诱导PP形成β-PP。相容剂改性PP/MH复合材料中PP结晶温度取决于PP与相容剂的相容性，结晶温度高低顺序为PP/MH/PP-g-MA＞PP/MH/POE-g-MA＞PP/MH/EVA-g-MA＞PP/MH＞PP。结晶温度的提高促进了α-PP的形成，而对β-PP的形成不利。相容剂加入提高了PP/MH复合材料的拉伸强度，尤其PP-g-MA改性复合材料。复合材料拉伸强度大小同样取决于PP-相容剂之间的界面相容性。POE-g-MA则能有效的提高复合材料冲击强度。
（3）通过SEM观察表明PP/PP-g-MA共混物为单相结构，而PP/POE-g-MA和PP/EVA-g-MA共混物则为两相结构。在相容剂改性PP/MH复合材料中，相容剂包覆在MH粒子表面，形成核-壳结构，这一结果得到了DMA的证实。核-壳结构使得相容剂大分子链段运动受到限制，导致复合材料中POE-g-MA和EVA-g-MA玻璃化温度均高于PP/相容剂共混物。表面张力研究表明，MH/相容剂所构成的核-壳结构，降低了填料与基体间的界面张力，体系自由能最小。核-壳结构使得复合材料中形成PP/相容剂界面和相容剂/MH界面，前者粘结功WAB小于后者。在外力作用下，应力集中在PP/相容剂界面，而复合材料力学性能则取决于PP/相容剂界面的相互作用。流变行为研究表明，PP-g-MA加入降低了PP/MH复合材料的储存模量G’和复数粘度η*，而POE-g-MA和EVA-g-MA加入提高PP/MH复合材料的储存模量和复数粘度。PP/MH及相容剂改性复合材料热失重过程分为两个阶段，包括MH的分解和PP的降解。MH加入提高了PP热氧稳定性，而POE-g-MA加入使得复合材料热氧稳定性进一步提高。
（4）复合材料的力学性能取决于PP与相容剂形成的界面，PP-g-MA加入提高了材料的拉伸强度，但断裂伸长率和冲击强度较低。POE-g-MA加入提高了材料的冲击强度和断裂伸长率，但拉伸强度有所降低。通过二者不同比例的复配，制备了一系列复配相容剂改性PP/MH复合材料，以求获得综合性能优良的相容剂改性PP/MH复合材料。流变行为研究表明，复合材料储存模量和复数粘度随着POE—g—MA比例的增加而提高，结晶温度则随复合材料中PP—g—MA比例的增加而提高。结晶动力学研究发现，PP—g—MA/POE—g—MA复配改性加快复合材料中PP结晶速率，降低结晶活化能。复配相容剂改性PP/MH复合材料力学性能高于未改性PP/MH。在PP—g—MA/POE—g—MA比例为2.5/7.5时，复合材料拉伸强度达到40.4MPa，冲击强度达到10.2 kJ/m2，材料综合性能优于其它改性体系。
（5）使用PP—g—MA，POE—g—MA和EVA—g—MA三种相容剂对PP/HMOS进行改性，制备了PP/HMOS/相容剂复合材料，研究不同界面相互作用对复合材料PP/HMOS结构与性能的影响。相容剂加入改善了HMOS晶须与PP基体的界面粘结。PP—g—MA与HMOS同样产生协同效应，提高PP结晶温度。而POE—g—MA和EVA—g—MA加入降低复合材料中PP结晶温度。相容剂改性PP/HMOS复合材料的拉伸强度与相容剂—PP界面相容性有关。PP—g—MA能够大幅提高复合材料拉伸强度，而POE—g—MA则能有效提高复合材料冲击强度。与PP/MH相比，相容剂改性PP/HMOS体系具有较高的拉伸强度和杨氏模量，但前者的冲击性能要高于PP/HMOS体系。HMOS加入增强了PP热氧稳定性，而POE—g—MA改性进一步提高复合材料热氧稳定性。
（6）无论片状氢氧化镁MH还是晶须氢氧化镁HMOS填充PP复合材料，由于相容剂与填料界面相互作用强，主要形成核.壳结构，从而产生相容剂/填料界面和相容剂/PP界面。由于相容剂/填料界面相互作用强于相容剂/PP界面，氢氧化镁MH、晶须氢氧化镁HMOS填充PP的物理与力学性能主要取决于相容剂/PP界面的相互作用和相容剂的韧性。