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随着人们对“白色污染”和能源危机的担忧，研制绿色环保可持续材料是解决环境污染、资源枯竭等问题的根本途径之一。研究改性可降解复合材料的力学性能，改善其综合力学性能并扩大其应用范围，具有广阔的前景和现实应用价值。聚左旋乳酸（PLLA）是聚乳酸（PLA）的一种，其质地硬而脆；聚己内酯（PCL）软且模量与强度较低，这些不利因素严重限制了它们的应用。为改善其力学性能，本文制备了PLLA/nano-CaCO3、PCL/nano-CaCO3和PLLA/PCL/nano-CaCO3三种复合材料，利用拉弯冲实验测试材料的力学性能，并对其影响因素及机理进行分析。结果如下：纳米碳酸钙的加入，使得PLLA与PCL复合材料的模量显著增加，PLLA纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度出现一定程度的下降；而PCL纳米复合材料的拉伸强度和弯曲强度都出现了一定的增加。这两个体系的冲击强度都随着纳米碳酸钙的增加而增加。对于PLLA/PCL共混体系纳米复合材料来说，拉伸弯曲模量和强度随着PCL的增加呈线性下降关系，大致上符合混合法则。电镜扫描结果显示，纳米粒子在三个体系复合材料中的分布都较为均匀，不存在明显的团聚现象。纳米粒子与PLLA粘结较差，与PCL粘结良好；PLLA与PCL存在一定的相分离。对粒子分散均匀度分形和断面形貌分形分析发现，二者的分形特征明显，相关系数都在0.9以上。随着粒子含量的提高，粒子的分散分形系数减小，断面形貌分形系数增大，冲击韧性提高。引入界面层模量和界面层厚度，对PCL纳米复合材料弹性拉伸阶段的界面应力分布进行有限元模拟。结果表明：纳米粒子极点附近的拉应力最大；粒子赤道及其附近基体出现了一个明显的压缩区域，容易形成剪切屈服。梯度界面层厚度及模量的提升，提高了界面层的整体等效应力，而柔性界面层及其厚度的增加则减小了应力集中现象。通过对纳米碳酸钙增强增韧PLLA和PCL的机理分析，得出：纳米粒子的本身的高模量及纳米粒子在聚合物熔体中的异向成核促进基体树脂结晶，以及良好的界面粘合（PCL体系），是增强的原因。受力时纳米碳酸钙应力集中，引发周围基体屈服，实现脆-韧转变；粒子界面脱粘，粒子引发微裂纹及阻止宏观裂纹扩展等是增韧的主要原因。本研究成果可望为可降解聚合物复合材料的设计和应用提供理论指导，同时促进PLLA和PCL纳米复合材料的开发和应用。