磷石膏（PG）是磷酸湿法工艺中的固体废渣,大量堆存污染环境,但经处理和表面改性设计后可作为高分子材料的填料起到增韧、增强作用,提高复合材料的综合性能。硅烷偶联剂、钛酸酯、硬脂酸（钙）等为小分子改性剂,有机链较短,导致磷石膏与高分子材料基体的范德华作用较小,且小分子偶联剂会从复合材料界面向表面迁移,导致力学性能的提升不高。但是,长链聚合物在高分子材料基体中渗透的更深。因此,本文设计长链聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）接枝包覆改性磷石膏制备复合微球,并用于聚丙烯（PP）共混制备复合材料,探究改性磷石膏表面结构及状态对PP复合材料综合力学性能的影响。具体内容与结果如下:（1）将PG预处理后得到无水磷石膏（APG）,采用Na OH溶液对APG表面进行羟基化后,分别采用-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）和新烷氧基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯（TCA-L38）和硬脂酸（SA）对APG进行表面疏水改性,并对改性APG（M-APG）的表面改性效果、表面化学结构和状态等进行表征和分析,阐明APG表面羟基化、改性等设计的功能化机理。采用响应面优化得到最佳实验条件为:Na OH浓度2.6 mol/L、KH570加量3.1 g,反应时间150 min。APG经羟基化后显著提高了表面羟基含量,从而显著提高了KH570、TCA-L38和SA在APG表面的接枝率,分别为3.21 wt%、4.25 wt%和9.91 wt%。APG-OH-KH570、APG-OH-SA和APG-OH-TCA的水接触角分别为80.52°、124.99°和123.77°显著增加了APG的疏水性能。KH570的硅氧烷基团、SA的羧酸基团、TCA-L38的单烷氧基和焦磷酸酯基分别与APG表面的羟基反应,通过化学吸附作用紧密吸附在APG表面。（2）M-APG经原位悬浮聚合,成功制备了PMMA接枝包覆M-APG的复合微球。在水为200 g,MMA为40 g,APG-OH-KH570为4 g,反应温度70℃,0.8 g PVA,反应时间为7 h,LPO加量为0.6 g的条件下,PMMA/APG-OH-KH570复合微球PMMA的接枝率达到23.04 wt%,复合微球的粒径在100μm-150μm之间,微球规整圆滑。PMMA/APG-OH-KH570复合微球的水接触角为106.74°,丙酮提取去除均聚PMMA的PMMA/APG-OH-KH570复合微球样品表面的水接触角为94.29°,较APG-OH-KH570的80.52°有明显的增加。PMMA/APG-OHSA呈现规则的球形,复合微球平均直径约为100-160μm,水接触角为105.65°,而PMMA/APG-OH-TCA呈现出不规则的颗粒状,表面粗糙,水接触角为104.87°。（3）将M-APG和复合微球作为PP填料,熔融共混制备PP复合材料,探讨小分子KH570、SA、TCA-L38和长链PMMA接枝包覆改性的APG表面结构对PP复合材料力学性能的影响。APG-OH-KH570/PP、APG-OH-TCA/PP和APGOH-SA/PP复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度均优于纯PP。添加适量的PMMA/APG-OH-KH570,能显著改善PP复合材料综合力学性能。PMMA/APGOH-KH570复合微球添加7.5%时,PP复合材料断面存在大量裂纹,复合微球的存在使复合材料在断裂时裂纹的偏转,PP复合材料的拉伸,弯曲和冲击性能均显著提高,相对于纯PP分别提高了18.52%、4.50%和25.43%。聚合物PMMA长链包覆APG相比于小分子改性剂更有利于提升PP/APG复合材料的力学性能。