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聚苯乙烯(PS)是一种应用广泛的通用塑料,但因其脆性大、冲击强度低及耐热性差的缺点,限制了其应用范围,本论文采用原位气泡拉伸(ISBS)法制备纳米碳酸钙/聚苯乙烯(nano-CaCO3/PS)纳米复合材料和纳米水滑石/聚苯乙烯(nano-LDHs/PS)纳米复合材料以实现对PS增强增韧改性。首先采用ISBS法制备了nano-CaCO3/PS纳米复合材料,对ISBS法制备PS纳米复合材料进行了基础研究,确定了合适的配方和实验加工工艺条件；然后采用一步ISBS法制备了LDHs/PS纳米复合材料,研究了ISBS对LDHs分散效果的影响,LHDs的含量、PS树脂的熔体流动速率(MFR)以及制备方法对复合材料力学性能的影响。实验首先选取三种不同MFR的PS作为基体树脂,nano-CaCO3作为纳米添加粒子,采用ISBS法制备了nano-CaCO3/PS纳米复合材料,研究了PS树脂MFR、AC发泡剂的含量、加工工艺条件(螺杆转速、停留时间)、消泡方法等因素对ISBS发泡分散nano-CaCO3情况的影响,还对ISBS法制备的nano-CaCO3/PS纳米复合材料进行了力学性能分析。通过研究确定了ISBS发泡分散制备nano-CaCO3/PS纳米复合材料合适的PS基体MFR、AC发泡剂的含量范围、单螺杆挤出机适宜的螺杆转速。通过研究发现,延长熔体在单螺杆挤出机的停留时间,可以使发泡剂充分扩散和分解,气泡更均匀,提高纳米粒子的分散效果；在真空系统开启的情况下,采用双螺杆挤出机对发泡材料进行消泡可以取得良好的消泡效果。采用ISBS法制备的nano-CaCO3/PS纳米复合材料的无缺口冲击强度随着nano-CaCO3含量的增加先增大后减小,在nano-CaCO3含量为8份时出现峰值,与双螺杆机械分散法制备的复合材料相比,由于ISBS法提高了nano-CaCO3在基体中的分散程度,因此可以获得更好的力学性能。实验还采用一步ISBS法制备了LDHs/PS纳米复合材料,实现了ISBS单螺杆挤出机发泡与双螺杆挤出机消泡的双阶直接消泡。与双螺杆机械分散法相比,ISBS法可以实现LDHs在PS中纳米级均匀分散；通过双螺杆挤出机消泡处理后,分散开的LDHs没有发生明显的再团聚；由于ISBS法对LDHs的分散程度优于双螺杆机械分散法,因此在LDHs添加量相同的情况下,ISBS法制备的复合材料具有更好的力学性能,添加量在一定范围时,材料的无缺口冲击强度和拉伸强度随着添加量的增大而增大,均在LDHs质量分数为5%达到最大值,与两步ISBS法相比,一步ISBS法制备复合材料时减少了材料的热历程,降低了材料的热降解,因此可以获得更好的力学性能。实验还对PS树脂MFR对于复合材料的影响进行了研究,对于MFR值大PS树脂基体,其流动性较好、粘度低,ISBS法在发泡过程中可以使LDHs更好的分散开,并且可以获得更好的力学性能。