本文以纳米纤维素纤维(NCF)和高密度聚乙烯(HDPE)为主要原料制备NCF/HDPE复合材料。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、机械性能测试、场发射扫描电镜(FE-SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、X-射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)等办法和手段对其力学性能、界面相容性、热性能、结晶性能等进行了表征和分析。研究结果表明:(1)改性后NCF的红外光谱图表明,三种改性剂均有效地接枝或包覆到了NCF的表面。三种处理方法均降低了NCF的极性和亲水性,NCF与HDPE的界面相容性得到提高。与未经处理的相比,KH550、MF预聚体、MAH三种表面处理NCF的复合材料的拉伸强度分别提高了25.8%、23.6%和33.5%。(2)氧化聚乙烯蜡乳液是良好的润滑剂和分散剂,借助氧化聚乙烯蜡乳液,NCF能较好的分散在HDPE中。当NCF含量为12%时,拉伸强度达到最大值为37.46MPa,比纯HDPE提高了44.7%。(3)NCF的添加没有改变HDPE的晶型,只起到了异相成核的效果,影响了HDPE结晶体的生长,使得晶粒变细。Avrami方程仅仅只适用于NCF/HDPE复合材料结晶过程的刚开始阶段,而Ozawa方程适用于结晶过程的最后阶段,然而莫志深方法能够比较好的描述结晶的整个过程。(4)随着NCF含量的增加,NCF/HDPE复合材料的起始分解温度降低,加入适当的表面处理剂能够阻止复合材料中部分纤维的降解速率。(5)随着NCF含量的增加,复合材料的储能模量也出现先上升后下降的趋势。NCF的加入使复合材料的Tg有一小程度的升高。采用表面处理剂后的复合材料的储能模量变大了。