当前，通过各种改性手段使通用塑料高性能化是高分子材料科学与工业的一个重要发展趋势。聚丙烯是一种性能优良、用途广泛的大品种塑料；蒙脱土来源广泛，价格低廉，具有适宜的离子交换当量，如果将两者实现纳米复合，必将进一步拓展聚丙烯的应用。然而聚丙烯(PP)是一种典型的非极性材料，蒙脱土(MMT)表面亲水疏油，两者极性相差较大，单纯的复合往往达不到改性的效果。目前解决的主要方法是使用长链季铵盐在水相中对蒙脱土进行有机化处理，此法需要洗涤、粉碎和研磨等工序，工艺复杂，效率低下。因此寻找一种新型、高效、简单的制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法具有十分重要的意义。 本文采用固相法制备了插层剂M和多种能与聚丙烯发生接枝共聚的单体改性的有机蒙脱土；将一定配比的聚丙烯、蒙脱土、插层剂以及多种接枝单体通过原位接枝插层法，在一定的反应条件下制得聚丙烯多单体接枝物/蒙脱土的混合物，即改性母料；将改性母料、聚丙烯按一定配比混合、塑化，制得了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料，系统深入地研究了复合材料的结构与性能。 首先研究了插层剂和不同接枝单体对钠基蒙脱土层间距的影响。XRD结果表明，经插层剂M和三种单体丙烯酸(AA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)共同改性得到的蒙脱土OMMT-2的层间距显著扩大，由原土的1.27nm增大到3.87nm，与传统湿法相比，固相法蒙脱土改性效果显著。红外光谱分析表明，插层剂M与蒙脱土发生了离子交换，单体AA和St插入到蒙脱土层问。与原土相比，有机蒙脱土的热稳定性明显增强，且OMMT-2的热稳定性较插层剂M单独改性得到的有机蒙脱土OMMT-1好。 其次，研究了多单体原位接枝插层法制备的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能。与原土相比，改性母料和复合材料中蒙脱土的层间距均有显著变化，母料的层问距最大可达3.98nm，复合材料中蒙脱土的层间距为4.40nm；红外光谱分析表明，三种单体AA、St和BA均接枝到了聚丙烯的主链，插层剂M并未参与接枝反应。与纯PP相比，原位接枝插层聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能得到改善，且随蒙脱土的含量、第一单体与第二单体的比例、第三单体的含量及单体总用量增大呈先增强后减弱的规律。X射线衍射和电镜研究结果表明，原位接枝插层聚丙烯/蒙脱土复合材料是典型的插层纳米复合。 系统深入地研究了多单体原位接枝插层聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热性能、结晶性能、加工性能及燃烧性能。研究结果表明，纳米复合材料的熔融温度、结晶温度和结晶度较纯PP有所升高。随着蒙脱土含量的增加，熔融温度和结晶峰温度增大，结晶度则先增加后降低，说明蒙脱土在结晶过程中起到了成核剂的作用，加速了材料结晶，但过多的蒙脱土使材料结晶不完善。与纯聚丙烯相比，复合材料的热稳定性能较好，其维卡软化点有较大的提高，当插层剂M用量为9phr时候，材料的维卡软化点最高。Flynn-Wall-Ozawa方程和Kissinger方程计算表明，纳米复合材料的热分解活化能明显增大，说明纳米级的蒙脱土能明显抑制聚合物碳碳键断裂带来的挥发分解产物从复合材料中逃逸，并能吸附分解产物。动态力学性能测试(DMA)表明，材料的储能模量和损耗模量明显增大，说明蒙脱土的加入，提高了材料的刚性，但使聚丙烯分子链运动变得困难，结合转矩流变性能，发现少量蒙脱土会增加体系的平衡转矩，增大复合材料的粘度，导致加工性能有所下降。同时，纳米复合材料的阻燃性能得以改善，燃烧时间变长。蒙脱土含量越大，热释放速率和质量损失速率越低，氧指数先增加后达到平衡。说明燃烧中生成的硅酸盐碳化层阻碍了热量的释放及气体的对流，蒙脱土的片层结构，延缓了材料的燃烧。