目前，主流的聚丙烯改性方法可以概括為化學改性、物理改性和成核劑改性。

化學改性是指改性后材料性能隨聚丙烯分子鏈的結構改變而變化，主要包括共聚、接枝改性和交聯改性。其中，接枝改性中的熔融和溶液接枝法是目前使用較多的改性方法。熔融接枝法一般在190~230℃下操作，易導致聚丙烯β鏈斷裂，產生降解和交聯反應，破壞本身結構。與之相比，溶液接枝法在120~140℃下操作，對結構的破壞程度不大，但需要大量的溶劑，導致生產成本較高并帶來一定程度的環境問題。相比之下，固相接枝法不僅效率高、成本低廉且對環境友好。

物理改性是改變分子層面的聚集態結構，從而達到對材料特性的優化，主要包括：填充改性、共混改性等。如在混合、混煉過程中向聚丙烯基體中添加有機或無機助劑，再經過混合、模壓、切割，得到性能優異的聚丙烯復合材料。

研究者用耐候母粒填充聚丙烯進行耐候改性，并模擬測試人工加速老化，結果表現與預期相符；研究者分別用聚烯烴彈性體(POE)和VistamaxxTM兩種彈性體來增韌聚丙烯，并測試其力學性能，結果表明前者顯著提升聚丙烯的收縮性能，后者顯著提升聚丙烯的剛性。

共混改性的方法有很多，但其中最常用的是互穿網絡技術，即兩種或兩種以上聚合物通過網絡互穿纏結而形成的一類獨特的聚合物共混物。互穿網絡技術又分分步法和同步法兩種制備方法：分步法是將已交聯的聚合物(第一網絡)置入含有催化劑、交聯劑等的另一單體或預聚物中，然后使第二單體就地聚合并交聯形成第二網絡；同步法是將兩種或多種單體在同一反應器中按各自聚合和交聯歷程進行反應。兩種方法的示意圖如下圖所示。

圖 | 分步法及同步法制備示意圖

成核劑改性主要是通過改變聚丙烯結晶的形態來改變聚丙烯的性能。在進行熔體結晶時，多角晶粒、樹枝狀晶粒和球型晶粒極易形成。聚丙烯的力學性能和光學性能都與球晶的大小有重要聯系，而成核劑恰好有促進結晶的作用。普遍認為，α、β和γ晶型是聚丙烯主要結晶形態，其中，α 晶型最穩定，β晶型次之，γ晶型穩定性最差。

聚丙烯老化機制

聚丙烯老化是在制造、儲存、輸送和利用等過程中，受光、熱和化學催化等的綜合作用，化學組成部分以及物理結構發生明顯變化，性能相應削弱的現象。其中，光和熱是對聚丙烯老化起主導作用的兩種因素，分別稱為光氧老化和熱氧老化，它們均能夠使聚丙烯自動發生催化氧化反應。聚丙烯老化主要有四種變化，即外觀、物理性能、力學性能和電學性能的變化，故而很大程度上限制了其在戶外使用。

總的來說，聚丙烯老化機制和聚合物的氧化降解相同，是由自由基引發的連鎖化學反應，其中包括鏈引發、鏈增長、鏈終止和鏈阻化這四個過程。具體過程如下面這幾個步驟：

鏈引發：在外界光、熱的作用下，聚丙烯化學結構中的叔碳原子結構發生氧化反應生成自由基。

RH————→R •

RH+O2→R • +HO2 •

鏈增長：由于本身發生的催化反應，導致自由基被分解成過氧化的自由基和大分子過氧化物，而后者又分解成自由基，并與聚合物發生反應，故而致使反應一直不斷往下延續。

R • +O2→RO2 •

RO2 • +RH→ROOH+R •

ROOH→RO • + • OH

ROOH+RH→RO • +R • +H2O

RO • +RH→ROH+R •

鏈終止：待自由基之間互相結合生成了穩定的產物后，鏈反應才會就此終止。

R • +R • →R—R

R • +RO2 • →ROOR

RO2 • +RO2 • →ROOR+O2

鏈阻化：在紫外線照射下，化學鍵能量達到閾值時，有可能斷裂或被活化。活躍的官能團極易與氧氣發生反應而導致聚丙烯的老化。

ROO • (RO • HO • 等)+AH→ROOH+A • (AH為抗氧化劑)

抗老化聚丙烯的研究進展

對于聚丙烯老化導致失效的問題，國內外的專家學者近年來的研究熱點主要聚集在：紫外老化、 熱氧老化、抗老化和老化機制等方向。

聚丙烯作為改性高分子材料的代表，具有優良的綜合性能。特別是當其應用于戶外產品或者一些非常態環境條件下時，聚丙烯獨特的分子結構導致容易氧化降解，大大限制了其使用范圍并降低了產品性能。

研究者發現在一定劑量內抗氧化劑能夠提高聚丙烯的穩定性，超過一定劑量易引發光氧化反應，導致材料的光氧降解。

研究者將表面接枝聚丙烯腈(PAN)的納米TiO2與聚丙烯共混制備了PP/納米TiO2-g-PAN復合材料，發現其中的納米TiO2可以吸收和反射紫外光，PAN中的氰基在光、氧的作用下生成的不飽和六元環狀結構能夠提高材料的熱穩定性能、力學性能和抗紫外老化性能。

研究者從紫外線對聚丙烯的加速老化試驗中發現，紫外光照會導致聚丙烯纖維分子質量和取向度明顯下降。

研究者將納米TiO2接枝在聚甲基丙烯酸(PMA)的表面，并應用于聚丙烯中，發現表面接枝可以改善TiO2的分散均勻性并提高聚丙烯的抗紫外老化性能。

研究者發現，在聚丙烯中加入碳酸鈣會減少羧基的生成，從而提高聚丙烯的抗光老化能力。

研究者通過對無規共聚聚丙烯進行熱氧加速老化研究，發現隨著溫度的上升，老化程度加劇，對結晶結構的破壞程度也會增大。

研究者將改性納米SiO2與聚丙烯纖維共混，發現其對聚丙烯纖維的抗老化性能具有良好的改善作用。