聚丙烯（PP）材料的性能优化和应用拓展是当前塑料材料的重要发展方向,聚丙烯合金是重要手段之一。现有聚丙烯合金的合成工艺以制备丙烯/乙烯合金为主。另一方面,国内石化行业存在大量廉价的1-丁烯资源有待利用。因此探究丙烯/1-丁烯合金的制备及其性能优化,具有较高的应用前景和研究价值。本文采用本体聚合环境下的单体组成周期性切换法制备聚丙烯/1-丁烯合金,系统探索了其结构的调控规律和性能的影响因素。论文借鉴多区循环反应器技术,在10L的高压釜中使用Ziegler-Natta催化剂先进行丙烯的本体聚合生成刚性的PP粒子;而后一次性加入1-丁烯开始共聚,期间多次丙烯脉冲进料,保持单体组成的相对稳定,制得丙烯/1-丁烯合金。综合分析了切换频率、氢气添加量、丙烯加入量、预聚环节等工艺参数对合金的聚合活性、分子量、组成和原生颗粒形态的影响。发现通过工艺条件的调节,共聚物的丁烯含量可在5%至18%之间调节,分子量在30万至70万之间调整。电镜观察溶剂分级抽提后的合金原生颗粒经后,发现其内核以聚丙烯为主,外部为聚丙烯初级粒子和无定型的橡胶相。本研究所得产物颗粒,与丙丁简单共聚产物聚物相比,具有更加明显的刚性相;与现有的序贯聚合工艺产物相比,具有更多的橡胶相。提高橡胶相含量的工艺手段包括增加预聚环节、切换频率和氢气加入量等。深入研究了对聚丙烯及各类丙丁合金的结晶特性。与PP相比,各类丙丁合金的结晶度均有所下降。其中,丙丁简单共聚物、单体组成周期性切换法产物由于具有较多橡胶相,结晶度下降较多;偏光显微镜观察发现完整球晶数量少、晶体细碎;橡胶相含量提升,结晶细碎程度增加。序贯聚合产物由于具有等规度较高的聚1-丁烯链段,结晶度下降程度较小。进行了非等温结晶动力学研究,使用多个动力学模型,计算了对应样品的动力学参数。发现聚合物中出现了二次结晶现象,故Jeziorny方法无法拟合该过程;Ozawa方法对单体组成周期性切换法生成的丙丁合金结晶动力学拟合较好;而Mo方法可以较为准确地描述聚丙烯、丙丁共聚物和序贯聚合产物的非等温结晶行为。揭示了丙丁合金结构与力学性能和热性能的关系。产物的玻璃化转变温度随橡胶相含量的提高而降低。而且橡胶相含量和“海岛”结构是决定材料力学性能的重要因素。与PP相比,各类丙丁合金抗冲性能均有显著提高。对比三类合金:序贯聚合产物橡胶相少,无“海岛”形结构,模量和强度最高,但抗冲性能提升幅度不大;简单共聚产物胶相含量高,但不具备“海岛”形结构,刚性下降,且抗冲性能仅与序贯聚合产物相当;单体组成周期性切换法的产物具有与简单共聚物类似的橡胶相含量,同时形成了“海岛”形结构,因此抗冲性能最佳,比前两类合金提高约200%。另一方面,过高的含量导致橡胶相颗粒彼此相连,不再以球状微粒的形式分布在刚性基体,增韧效果反而下降。单体组成周期性切换法聚合过程中,切换频率、氢气含量和预聚环节都是调控产物橡胶相含量和力学性能的重要手段。