热塑性塑料/植物纤维复合材料是以塑料为基体、与植物纤维以不同途径复合形成的一种绿色环保材料,具有质轻及可持续发展等优点,己被用于汽车、建筑等领域。本文选用力学性能较为优良的剑麻纤维和聚丙烯(PP),通过改变螺杆结构形成不同的加工流场(包括分布混炼为主、分散混炼为主、混沌混炼和强剪切)挤出制备复合材料,并将复合材料挤出造粒后进行注塑和注射压缩。采用显微镜和扫描电镜观察复合材料中纤维的分散和排列取向,对复合材料制品的力学性能进行测试,并对PP、剑麻纤维和复合材料进行热重测试和红外分析。采用强剪切流场挤出制备的复合材料中纤维最长,分散也最均匀;采用混沌混炼流场挤出制备的复合材料中纤维最短。根据纤维的取向,注塑复合材料制品沿厚度方向可分为三层,即表层、芯层和表层;注射压缩制品可分为五层,即表层、次表层、芯层、次表层和表层。与以分布混炼为主和以分散混炼为主的流场相比,采用混沌混炼+分散混炼流场挤出制备的复合材料以及造粒后注塑和注射压缩制品的拉伸强度和拉伸模量较高,而采用强剪切流场制备的复合材料以及造粒后注塑和注射压缩制品的力学性能最好。注塑和注射压缩制品中,后者的力学性能比前者的好,且靠近浇口部分制品的力学性能比远离浇口部分的好。通过热重测试发现,注塑制品和注射压缩制品的热稳定性比采用单螺杆和双螺杆挤出机制备的复合材料的好。从红外光谱图中发现,采用不同流场制备复合材料过程中,PP-g-MAH与剑麻纤维都发生了接枝反应。本文引入分散系数和密实系数,在前人研究的基础上建立了PP/剑麻纤维复合材料的拉伸强度和拉伸模量预测模型。通过拉伸强度预测模型计算的纤维分散系数与实验结果所体现的纤维的分散性一致,理论预测的拉伸模量与实验值吻合。引用冲击强度模型并进行预测,部分预测值与实验值相比存在一定的误差,但趋势与实验值相同。