粉煤灰（FA）是燃煤发电产生的一种固废产物，成分复杂，含有大量的二氧化硅，但可以作为高分子的补强材料，高掺量FA在高分子树脂方面具有广泛的应用，本文主要探究高掺量FA对PP基复合材料性能的影响，剖析了高掺量FA的适用范围。采用熔融共混法制备了复配改性高掺量FA填充PP基复合材料，为了进一步改善复合材料的力学性能，添加了5wt.%的碳纳米管。探究了FA含量（20wt.%、30wt.%、40wt.%、50wt.%）对复合材料力学性能、红外、热稳定性和微观形貌的影响。结果表明，当FA含量为40wt.%时，力学性能最佳，相对于填充20wt.%的复合材料，拉伸强度、弯曲强度、剪切强度和冲击强度分别提高了3.60MPa、2.01MPa、1.57MPa和5.41KJ/m2。碳纳米管的加入可提高复合材料的力学性能，降低了复合材料的起始降解温度，但FA与碳纳米管的协同作用，致使复合材料的残炭率升高，当填充40wt.%的FA时，残炭率高达31.02%。碳纳米管不仅可以接枝在PP上，还可以接枝在FA颗粒表面，并且FA含量越多，碳纳米管分布越均匀。FA和CaCO3等刚性粒子与PP具有较好的相容性，界面模糊，完全被PP包覆。