聚合物具有密度小、加工成型性好、功能化复合容易、原材料丰富、价格便宜等优点，广泛应用于包装、农业、建筑、汽车、电子电气等行业。但聚合物长链式分子结构决定了其强度、硬度较低，低温韧性较差，限制了聚合物材料在结构材料领域中的拓展应用，因此，必须对偏脆性聚合物材料进行增强增韧改性处理。已有的聚丙烯(PP)增韧改性方法有共聚、接枝、交联等化学方法，以及弹性体共混、刚性有机粒子填充、单种刚性无机粒子填充、纤维增强、纯纳米粒子增强增韧等物理方法，但存在材料综合性能差、制备工艺复杂或材料成本偏高等综合问题。论文以汽车用PP材料的增强增韧为研究目标，提出以无机粒子组合增强增韧聚合物材料的新思路，以期用简单的复合工艺、廉价的增强相材料，利用不同粒子间的协同效应提高聚合物复合材料的综合性能。论文通过对针状硅灰石(W)、层片状滑石(T)、条柱状重晶石(B)、颗粒状石英(Q)和重质碳酸钙(C)以及纳米级氧化铝(N)等不同粒子的合理组合、超细加工、表面改性处理，制得PP填充用无机组合粒子(CIP)；CIP与PP经混合、挤出、注射成型等工序制备材料性能检测标准试样并按国标进行检测，系统研究了组合粒子用量、组合粒子种类、粒子组成、组合粒子细度以及纳米粒子用量对填充体系性能的影响规律。结果表明，硅灰石／滑石(WT)、硅灰石／滑石／重晶石(WTB)、硅灰石／滑石／纳米氧化铝(WTN)的组合能显著提高PP材料的综合性能：WT(2：3)／PP(35／65)比纯PP材料的弯曲模量、IZOD缺口冲击强度、热变形温度分别提高了59.9％、61.1％、46.8％，比W／PP(35／65)分别提高了30.8％、24.5％、15.9％，比T／PP(35／65)分别提高了22.2％、21.6％、9.3％；WTB(1：1：1)／PP(35／65)比纯PP材料的弯曲模量、IZOD缺口冲击强度、热变形温度分别提高了68.7％、51.6％、45.9％，并且复合材料的拉伸强度与弯曲强度接近于PP基体树脂；[WT(1：1)N／(100／8)]／PP(35／65)与PP基体树脂相比，拉伸强度提高了88.3％、弯曲强度提高了123.3％、弯曲模量提高了103.4％、IZOD缺口冲击强度提高了375.6％、热变形温度由109℃提高到159℃。CIP增韧PP材料的综合性能达到并超过了目前汽车行业应用要求。从复合材料界面相结构、拉伸断口形貌、熔体流变性能以及材料热焓等方面分析了CIP增强增韧聚合物的机理，提出了纳米粒子／CIP／聚合物复合材料增强增韧的“三维基体网络”模型，较好解释了实验现象。另外，以材料体积计价，估算了材料成本(p)，引进“加权性能(WP)”概念，从“材料成本／加权性能”比(p／WP)的角度分析了CIP／PP复合材料的经济效益。结果表明，WT／PP、WTB／PP、WTN／PP材料的p／WP比单种粒子／PP材料和纯PP材料大大降低，纳米粒子的加入提高了复合材料的绝对成本，但材料性能提高得更快，因而使WTN／PP材料比WT／PP和WTB／PP的p／WP更低。