将无机纳米粒子添加到聚合物基体中制备聚合物基纳米复合材料已经成为高分子材料科学领域近年来研究的热点。为了制备综合性能优异的纳米复合材料，纳米粒子在聚合物基体中的均匀分散和加强纳米粒子与基体间界面相互作用是非常重要的。然而正是由于纳米尺度效应的存在，纳米粒子极易团聚，而纳米粒子填充聚合物体系与微米级粒子填充聚合物体系在界面相互作用上也有所不同。为促进纳米粒子在聚合物中的分散，除了需要对纳米粒子和聚合物基体间的相互作用进行研究，纳米粒子和纳米粒子间的相互作用也需要进行研究和调控。 为此本课题设计用聚丙烯酸酯类高聚物来对纳米粒子进行表面修饰，通过结构设计和界面设计来研究纳米粒子填充聚合物体系内的双重界面相互作用。首先采用高能射线辐照接枝的方法对纳米SiO2粒子进行表面改性。为了对比不同结构的接枝物对粒子-粒子和粒子-基体双界面调控效果的异同，本文不但选用丙烯酸丁酯作为接枝单体，还采用了含有氟原子的丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯以及2-溴-三氟丙烯作为接枝单体改性纳米SiO2粒子，并与聚丙烯熔融共混制备了相应的纳米复合材料。本文着重研究了如何表征纳米复合材料中的双重界面相互作用，采用动态流变、动态力学性能测试、慢速DSC、XRD和动态光散射等测试方法进行表征。同时为了验证双重界面调控机理的普适性，本文还对纳米CaCO3、微米CaCO3和微米SiO2填充聚丙烯体系进行了对比研究。 本课题研究的主要结果如下： 1.通过对接枝改性粒子的红外及TGA测试，证明了辐照接枝的方法能有效地将聚丙烯酸酯类聚合物接枝到粒子的表面。通过粒径分析可以证明辐照接枝改性能有效降低纳米粒子团聚体的尺寸，但对于微米粒子效果不是十分明显。 2.通过动态流变性能表征，改性纳米粒子在分散介质中的模量较改性前有明显降低，证明了辐照接枝改性能够显著减弱纳米粒子-纳米粒子之间的相互作用。而改性微米粒子-粒子间相互作用的减弱程度低于纳米粒子的。 3.将辐照接枝改性后的纳米粒子和微米粒子分别与聚丙烯基体熔融共混，制备得复合材料。通过对复合材料进行动态力学性能测试可以得知，接枝改性纳米粒子／PP复合材料和接枝改性微米粒子／PP复合材料的损耗模量-温度曲线中峰面积(弛豫强度)均得到明显升高。证明了接枝改性能够增强复合材料中的粒子-基体问界面相互作用。 4.通过测试复合材料的力学性能，接枝改性纳米粒子／PP复合材料与纯PP、未改性纳米粒子／PP复合材料相比，有着更高的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。而接枝改性微米粒子／PP复合材料相对于PP来说，拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的提高幅度没有纳米粒子填充体系的显著。 5.含氟接枝聚合物的引入，由于其自润滑特性显著地减弱了粒子-粒子间的相互作用，同时由于含氟接枝聚合物分子链与基体聚合物分子链之间的相互缠结而显著提高了粒子-基体界面相互作用。这种双重界面特性使得含氟聚合物接枝改性粒子在受到应力作用下更加易于发生相对运动，进而使团聚体发生变形，提供一个附加的能量耗散，最终更大幅度地提高了复合材料的韧性。 6.具有良好运动能力的改性粒子能提高拉伸后基体聚合物晶体的取向。粒径较小的接枝改性纳米粒子的加入诱导了聚丙烯基体β晶的生成，而粒径较大的微米粒子没有这种作用。 7.通过慢速DSC测试可知，接枝改性纳米粒子／PP复合材料与纯PP、未改性纳米粒子／PP复合材料相比，在升温过程中能够耗散更多能量，验证了辐照接枝改性可以减弱粒子-粒子问相互作用并同时增强粒子-基体间界面相互作用。 8.辐照产生的均聚物的加入会影响到接枝改性纳米粒子在PP基体中的均匀分散，从而使其对基体的增韧、增强作用受限。 9.对非层状纳米粒子和对应的微米级粒子填充复合材料的对比研究表明，粒子填充聚合物复合材料中存在双重界面相互作用，接枝改性可以增强粒子-基体间界面相互作用，同时减弱粒子-粒子间相互作用，从而使粒子对聚合物起到增强和增韧作用。但接枝改性减弱粒子-粒子间相互作用的效果对纳米粒子体系显著，而对微米级粒子不显著，因此纳米粒子对聚合物具有更明显的增韧作用。证明了双重界面调控作用机理对粒子填充聚合物复合材料的普适性。