聚丙烯(PP)作为一种被广泛应用的热塑性材料,具有力学性能优良、价格低和容易加工等优点。随着世界经济的发展,聚丙烯应用于汽车零部件和家用电器等领域的比例逐年增长。现阶段聚丙烯的缺点是弯曲模量较低、抗冲能力较差、耐热性较差,而高刚耐热聚丙烯的热变形温度可以比一般聚丙烯提高1 0%,可广泛应用于高温环境以及对制品有高强度、高刚性要求的领域,这也就意味着消费者对高刚、耐热聚丙烯的需求日益增加,因此开发高刚、耐热聚丙烯具有重要的研究价值以及广泛的应用前景。其中,通过添加成核剂或者无机粒子填充改性聚丙烯材料不失为有效的方法,本论文主要采用成核剂协同滑石粉来制备高刚、耐热聚丙烯,在保证聚丙烯刚性的同时,提高其韧性,并降低滑石粉的用量,保证其良好的加工性能。首先,本文研究了磷酸酯钠盐成核剂NA-40协同滑石粉改性聚丙烯的影响,研究结果表明,成核剂和滑石粉具有良好的协同作用,从而使得聚丙烯具有优异的力学性能和良好的耐热性能。当滑石粉的添加量在0-40wt%的范围内变化时,随着滑石粉的添加量的增大,弯曲模量有所提高,但拉伸强度先提高后下降,而冲击强度也是先提高后下降,并且成核剂的添加可以明显提高聚丙烯的力学性能。特别是在滑石粉添加量较低的情况下,少量成核剂的添加具有有效提高聚丙烯体系性能的作用,即0.2wt%成核剂NA-40和10wt%滑石粉的协同添加可以使得聚丙烯的弯曲模量达到2316.0 MPa、弯曲强度达到54.3 MPa、拉伸强度达到39.4MPa、冲击强度达到49.4J/m、热变形温度为120.0℃,比空白聚丙烯分别提高了63%、28%、11%、29%和35%。此外,聚丙烯复合体系的熔融指数(MFI)为3.7g/10min,结晶峰值温度为131.0℃。从熔融指数和结晶温度看来,加入10wt%的滑石粉,并没有对聚丙烯复合体系的加工性能产生不利的影响。其次,本文对最优配方中的滑石粉进行了表面处理,通过使用γ一氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与正辛基三乙氧基硅烷(OTES)对滑石粉进行表面处理,考察了不同链长硅烷偶联剂对滑石粉的改性效果,研究了不同硅烷偶联剂处理下滑石粉对于聚丙烯复合体系力学性能的影响,发现偶联剂种类对滑石粉的改性效果影响并不大。出于对性价比的考虑,选择使用价格相对较低的KH550作为滑石粉的改性剂,可以在低成本投入下,添加1wt%的KH550对滑石粉进行表面改性,可以提高成核剂/滑石粉-聚丙烯体系的力学性能、耐热性能以及结晶性能,此时弯曲模量达到2400.0 MPa、弯曲强度达到57.1MPa、拉伸强度达到39.1 MPa、冲击强度达到57.0 J/m、热变形温度达到121.0℃、结晶温度达到134.30℃,较空白聚丙烯,弯曲模量、拉伸强度、冲击强度、热变形温度和结晶温度分别提高了69%、10%、48%、36%和9%。最后,本文对0.2wt%成核剂协同10wt%滑石粉增刚改性聚丙烯体系进行了退火处理,研究了聚丙烯力学性能、晶体结构等随着退火温度、退火时间的变化,发现退火处理可以使滑石粉/成核剂-聚丙烯体系具有更优异的力学性能和更好的耐热性能。随着退火温度的提高和退火时间的延长,聚丙烯的力学性能和耐热性能得到明显提升。并且在120℃下,仅仅退火一个小时,聚丙烯复合体系的弯曲模量便提高至2389.0 MPa、弯曲强度提高至60.7MPa、拉伸强度为38.1MPa、冲击强度为78.1J/m、热变形温度为129.0℃；KH550改性滑石粉/成核剂-聚丙烯的聚丙烯体系的弯曲模量提高至2520.0MPa、弯曲强度提高至61.3MPa、拉伸强度为39.0MPa、冲击强度为79.9J/m、热变形温度为130.0℃,满足了高刚耐热聚丙烯的要求。