高密度聚乙烯（HDPE）是一种被广泛使用的通用塑料,具有使用温度高、气体阻隔性好及耐化学药品腐蚀性好等优点,且易加工、无毒害,应用广。与工程塑料相比,HDPE制品具有韧性较低、硬度低、耐环境应力开裂性能差等缺点,极大的限制了HDPE在结构材料方面上的应用。因此,对HDPE进行改性研究,拓宽其应用领域已成为人们研究的热点。本研究课题主要是以HDPE、反式-1,4-聚异戊二烯和纳米颗粒（Nano-CaCO₃、OMMT）为研究对象,制备HDPE/TPI/纳米颗粒三元复合材料,探究了TPI和纳米颗粒对HDPE的增韧增强改性。第一部分,采用双螺杆挤出机分别制备HDPE/Nano-CaCO₃和HDPE/OMMT复合材料,并研究复合材料的力学性能、耐热性能和微观形貌。结果表明,加入一定量的纳米颗粒,其中Nano-CaCO₃的最佳用量为3%,OMMT的最佳用量为4%,可有效的提高HDPE的缺口冲击强度、拉伸强度和刚性,同时对HDPE的耐热性有一定的改善作用。从SEM照片可以看出,纳米颗粒用量较少时,其在HDPE基体中均匀分散且无明显团聚现象。第二部分,采用四种不同的加工方法研究TPI的用量对HDPE性能的影响,其中TPI采用硫黄硫化体系进行硫化。结果表明,分别采用两种方法,即先将HDPE和TPI经挤出机熔融共混,然后加入硫黄硫化体系,再经挤出机反应性熔融共混的加工方法;先将TPI与硫黄硫化体系经开炼机共混,然后再与HDPE经挤出机反应性熔融共混的加工方法制备的HDPE/TPI共混物均具有优异的综合性能,HDPE与TPI的最佳配比为HDPE/TPI=85/15。第三部分,在HDPE/TPI=85/15的配比下,采用上述两种加工方法,改变硫黄的用量,研究交联密度对HDPE/TPI共混物性能的影响。结果表明,当硫黄用量为2份时,HDPE/TPI共混物的综合性能最佳。第四部分,在HDPE/TPI=85/15和硫黄用量为2份的前提下,采用不同的加工方法,研究纳米颗粒用量对HDPE/TPI性能的影响。结果表明,当Nano-CaCO₃的用量为3%,OMMT的用量为4%时,采用将HDPE与TPI挤出熔融共混后再与硫黄硫化体系和纳米颗粒反应性熔融共混的所制得的HDPE/TPI/纳米颗粒三元复合材料的综合性能较好。当Nano-CaCO₃的用量为3%时,采用将TPI、硫黄硫化体系和Nano-CaCO₃开炼共混后再与HDPE经挤出机反应性熔融共混的方法,制取的HDPE/TPI/Nano-CaCO₃三元复合材料的综合性能最佳。