聚丙烯树脂(PP)基木塑复合材料以其诸多的优异性能而被应用于建筑、包装、汽车内饰、家居等领域。而无规聚丙烯(Random Polypropylene,简称rPP)由于乙烯分子的引入使聚合物rPP比PP的刚度降低,抗冲击性能提升,熔化温度降低。因而,有利于rPP与天然纤维素(NCF)复合制备性能良好的木塑复合材料。若以热稳定性相对较差的天然植物秸秆纤维作为生物质填料替代木材、竹材等制备rPP基木塑复合材料将具有积极的环境保护意义。本论文分别以微晶纤维素(MCC)、玉米秸秆纤维(CSF)两种天然纤维(NCF)为生物质填料,rPP为基体树脂,聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MA)为界面相容剂,不同形态的氧化锌(纳米氧化锌nano-ZnO和四针状晶须氧化锌T-ZnOw)为辅助增强剂,通过熔融共混技术制备了无规聚丙烯基复合材料。运用力学性能试验,扫描电镜(SEM)、动态力学分析(DMA)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)等手段研究了填料对rPP基复合材料的热降解行为、结晶行为、力学等性能的影响。研究结果表明:含5 wt%PP-g-MA的MCC/PP-g-MA/rPP体系在MCC添加60 wt%时力学性能优异。分别添加T-ZnOw和nano-ZnO于MCC/PP-g-MA/rPP体系中,T-ZnOw和MCC的协同作用会使T-ZnOw/MCC/PP-g-MA/rPP复合材料的rPP增加交联点,限制其分子链运动,增加储能模量(E’),降低损耗角正切值(tand),提高材料的刚性,使力学性能更优。两种ZnO填料均能促进高温下rPP分子链依附其结晶,nano-ZnO成核效果更好。由硬脂酸/苯甲酸改性的玉米秸秆纤维(BSA-CSF)替代MCC,在BSA-CSF 添加 40 wt%、PP-g-MA 添加量为 10 wt%时 BSA-CSF/PP-g-MA/rPP 复合材料有最佳力学性能。在ZnO/BSA-CSF/PP-g-MA/rPP复合材料中,nano-ZnO对材料弯曲强度的影响强于T-ZnOw,而T-ZnOw对材料冲击强度的影响比nano-ZnO大。刚性的BSA-CSF和ZnO会阻碍rPP分子链的运动,根据改进的Avrami方程研究复合材料的非等温结晶动力学的结果显示了与ZnO/MCC/PP-g-MA/rPP体系相同的结晶行为。ZnO/NCF/rPP复合材料的热降解动力学和阻燃性能的研究发现,BSA-CSF/PP-g-MA/rPP复合材料只需添加20%阻燃剂就有较好的耐燃性,添加IFR阻燃剂使ZnO/NCF/rPP复合材料力学性能降低。ZnO降低了材料的热降解活化能,催化聚合物的降解反应,nano-ZnO的催化效果比T-ZnOw强。