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首先用钛酸酯偶联剂对纳米TiO2进行了湿法改性，运用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米TiO2粉体的表面特征。通过熔融共混法制备了PP/纳米TiO2复合材料。通过透射电镜(TEM)、力学性能测试、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)，和广角X射线衍射(WAXD)对PP/纳米TiO2复合材料的纳米粒子分散性、晶体形貌和非等温结晶行为进行了研究。 结果表明：纳米TiO2表面以有机化并以纳米级均匀分散于PP基体中；纳米TiO2对PP既增强又增韧，当纳米TiO2含量2％时，PP/纳米TiO2复合材料的力学性能最好，抗拉强度提高了14％，冲击韧性提高60％；130℃冷却和室温冷却时，纳米TiO2改性PP的晶粒比纯PP的细，并且随着纳米TiO2含量的增加改性PP晶粒尺寸先减小后增大且2％纳米TiO2含量时晶粒最细；纳米TiO2可提高PP的结晶温度14℃，表明纳米TiO2在PP结晶过程中具有异相成核剂的作用，同时纳米TiO2能够提高PP结晶度和加速PP结晶。 同一组分F(T)值随着相对结晶度的增加而增大，相对结晶度相同时，PP/纳米TiO2复合材料的F(T)值比纯PP的小；结晶活化能△E值和WAXD分析结果不仅揭示了聚丙烯分子链与钛酸酯偶联剂之间的缠结而且佐证了β晶形成机理。 将PP/纳米TiO2母粒进行微波辐照，然后经二次熔融挤出制备了微波辐照PP/纳米TiO2复合材料。通过力学性能测试、扫描电子显微镜（SEM）观测、差式扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（POM）测试，对微波辐照前后PP/纳米TiO2复合材料的力学性能和结晶行为进行了研究。 结果表明：微波辐照后，PP/纳米TiO2复合材料的冲击韧性、抗拉强度和弯曲模量基本保持，但断裂伸长率提高了100％，主要是复合材料的拉伸断裂方式发生了改变，这归因于复合材料塑性的增加；复合材料的结晶起始温度和结晶温度明显降低，分别下降了2.26℃和2.23℃，结晶度提高了20％，结晶速率基本不变；微波辐照前后复合材料的非等温结晶动力学参数F(T)值相近，晶粒尺寸变大。