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近十年来,针对材料的环保要求逐步提高,天然纤维增强热塑性塑料所制备的生物可降解复合材料获得了广泛专注和应用。其复合材料在加工成型过程中所遇到的界面相容性问题不可忽视,我们通过采取一系列物理或化学改性的方法来解决这一难题,以此提高复合材料的机械性能。(1)在低温(2℃)条件下碱溶胀微晶纤维素,获得了II型微晶纤维素(MCC-II),并避免了热降解的发生;然后通过湿浆法与等规聚丙烯(i PP)进行熔融共混加工,有效阻止了MCC-II的团聚现象,通过热台偏光显微镜观察,MCC-II可诱导i PP在其骨架链上形成串晶结构,且其非等温结晶行为复合Avrami方程。(2)分别通过胶体磨机械粉碎、冷冻粉碎和高压均质乳化过程可得到细化的i PP颗粒,其结晶组织遭到部分破坏,且部分α晶转化成β晶,造成i PP及其与MCC共混的复合材料的热稳定性能下降;经高压均质处理后纤维素的粒径下降较为明显,结晶度先升高后降低,且干燥后水再分散性能变差。(3)通过热台偏光显微镜(POM)观察,偶联剂包覆的MCC可以诱导i PP在其纤维链上形成更为密集的晶核,此时异相成核作用效果更佳,可在更高的温度下形成晶核;偶联剂一端的极性基团的化学极性强弱严重影响了MCC纤维链成核效率和成核点的数量。偶联剂包覆的MCC诱导i PP结晶的能力下降,但提高了复合材料i PP/MCC的初始降解温度(T05)。复合材料i PP/MCC的热稳定性能随着偶联剂KH550用量的增加而有所上升,当KH550添加量为1.5%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大。(4)采用单因素变量法获得了最佳的i PP/MCC复合材料界面增容剂的熔融接枝反应配方为等规聚丙烯(i PP):马来酸二乙酯(DEM):过氧化二异丙苯(DCP)=100:3:0.3,转速为60r/min,此时接枝率达到2.16%,熔融指数(MFR)为45.8g/(10min),傅里叶变换红外光谱(FTIR)中羰基(C=O)特征收缩振动吸收峰确认了接枝成功。采用具有给电子基特性的苯乙烯(St)共聚单体解决了聚丙烯自由基反应过程中所发生的降解问题,同时提高了接枝率。纯净接枝产物的膜表面水接触角减小,表示润湿性能有所提高。接枝单体的引入破坏了i PP大分子的规整排列程度,造成i PP接枝物的结晶度降低,同时热稳定性能下降。增容剂i PP-g-DEM和i PP-g-(DEM-St)的引入,改善了i PP与MCC之间的界面相容性,提高了复合材料的力学性能。(5)庚二酸钙(Cast)可作为i PP的有效β成核剂,加速了i PP结晶过程,特别提高了i PP/MCC/Cast复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度以及材料的透明性,但同时降低了复合材料的热稳定性能。(6)采用低聚合度聚乙二醇(PEG)作为微纳米晶纤维素(NCC)的分散剂以及其与低密度聚乙烯(LDPE)的复合材料的造孔剂,通过熔融共混热压成型随后除去多余的PEG成功制备微孔透气薄膜LDPE/NCC复合材料。NCC在基体树脂LDPE中的分散均匀程度严重影响了LDPE/NCC复合薄膜材料的热稳定性能。PEG的引入可有效阻止NCC团聚现象的发生,使NCC颗粒较均匀的分散在基体树脂LDPE中,且其用量可有效控制其透气性微孔分布与尺寸大小。NCC的引入为透气性复合薄膜提供了连续输送渗透路径,提高了复合薄膜的透气性能。