在高分子复合材料中,无机填料分散均匀性对高分子复合材料的机械强度、电导率、介电常数、传热性、耐磨性等各项性能都起着关键作用。目前,人们对改善填料分散均匀性的方法进行了深入的探讨,但由于填料分散均匀性缺乏客观、通用的指标要求,很难对其分散状态进行量化描述,这对无机填料的改性方法和高分子复合材料配方的选择都产生了不确定性的影响。为了科学分析高分子复合材料中填料分散均匀性演变规律及其对力学性能的影响,开发一种可量化简单实用的填料分散均匀性的检测方法具有非常重要的现实意义。本文利用荧光标记技术对自制碳酸钙微球及市售轻质碳酸钙进行荧光标记,并利用高分子复合材料加工技术制备聚丙烯基复合材料,再结合激光扫描共聚焦（LSCM）成像技术与分形分析理论对碳酸钙在聚丙烯中的分散状态进行研究,其目的在于探究聚丙烯基复合材料中碳酸钙填料的分散状态的量化描述,及其与复合材料宏观力学性能之间的关系,研究得出如下主要结论:（1）实验利用物理包覆法和化学接枝法分别制备了CaCO₃@SiO₂:Eu（DBM）₃phen（CSF-CaCO₃）及CaCO₃@Eu（DBM-Si）₃（F-CaCO₃）两种碳酸钙荧光微球,以此制备聚丙烯基复合材料,研究了各两种荧光碳酸钙微球的表面结构与荧光性能,结果表明两种荧光碳酸钙微球表面荧光分布均匀,具有宽泛的激发带,能够发射出610 nm左右稀土Eu³⁺的特征红色发射峰。实现了各自在聚丙烯基体内的填料三维可视化,对比重构结果发现,F-CaCO₃的重构结果球形度较高,单分散性更好,更接近真实状况。（2）基于荧光-LSCM技术和分形分析理论,研究了不同填充量（2²0 wt.%）的F-CaCO₃在F-CaCO₃/PP复合材料中的分形状态。结果表明,随着F-CaCO₃填充量的增加分形维数D值先降到1.81,然后增加,填料的分散状态相应的逐渐变得均匀,然后随着分形维数D值的增大而均匀性变差。因此可得,基于荧光-LSCM技术和分形分析理论得的分形维数D值可以定量描述填料在复合材料中的分散均匀性。（3）在荧光标记的基础上利用硬质酸钠对市售的轻质碳酸钙进行改性,获得了疏水性较好的改性荧光轻质碳酸钙MF-CaCO₃,通过接触角、荧光等其他性能测试其接触角最大为146.4°,改性后平均粒径由2.3μm降到1.2μm,表明经过改性后,MF-CaCO₃表面能降低,粉体之间的结合力减弱,粉体的分散效果变好;在硬脂酸纳添加量为3 wt.%时,相较于未改性的荧光碳酸钙其荧光强度增长113.54%,表明适量的硬脂酸纳对Eu³⁺的荧光性能有敏化增强作用。（4）基于荧光-LSCM技术、分形分析理论及力学性能测试,研究了不同填充量（2²0 wt.%）的MF-CaCO₃在MF-CaCO₃/PP复合材料中的分散状态与冲击性能的关系。结果表明,MF-CaCO₃的填充有利于提升复合材料的冲击性能,在填充量为15 wt.%时,冲击强度最大为14.91 KJ/m²;利用分形维数D值分别描述了各自样品填料分散均匀性,当MF-CaCO₃填充量为15 wt.%时,分形维数D值最小为1.91,填料分散最为均匀,其对应的冲击性能最大,并得到复合材料的冲击性能与分形维数D值成负相关。这表明了提高填料在复合材料中的分散均匀性,可以最大程度上提高复合材料的力学性能,填料在基体内分布均匀有特定值,不足或者过量都不能达到最佳状态。当填料分散状态达到绝对均匀时,复合材料中填料才能起到最大的传递与低效外界能量的宏观效应,最终才能产生对复合材料的增韧效果。