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聚乙烯是一种综合性能较为优异的热塑性塑料,具有良好的物理和化学性能,应用于各种工业制品,但相比于工程塑料,聚乙烯机械性能差,易变形老化等缺点制约了聚乙烯的应用范围。纳米纤维素作为一种可再生的生物基聚合物,具有独特的优异性能,比如低密度,高强度(约3GPa),高弹性模量(138GPa),使得纳米纤维素在弥补聚乙烯性能缺陷上提供了可能。本文通过对纳米纤维素进行酯化改性,降低纳米纤维素表面极性,提高与聚乙烯基体的界面相容性,改善所制备的聚乙烯基复合材料的综合性能。论文采用两种纳米纤维素(NFC和NCC)和不同添加量的纳米纤维素制备聚乙烯复合材料,并从纤维基本特性,力学性能,热性能去分析复合材料的性质变化。结果表明:短棒状的NCC比细丝状NFC的结晶度和热稳定性都要高;添加纳米纤维后,NCC-HDPE复合材料的机械性能,热稳定性,结晶性能要比NFC-HDPE的好,在5%添加量时,NCC复合材料的力学性能较为优异,拉伸强度和弹性模量为29.2MPa和655.8MPa。采用烯基琥珀酸酐对纳米晶须进行酯化改性,并从引入不同性质基团和改变羟基取代度两个方面去探究改性NCC的形态和结构的变化,结果表明:NCC经酯化改性,在表面引入长而柔软的疏水长链,形成刷毛状结构;表面能和极性分量降低,C12-3-NCC的表面能和极性分量分别为36.4 mJ/m~2,2.75 mJ/m~2,接近HDPE的表面能和极性分量。本论文比较和研究了不同碳链长度的改性剂处理的NCC和具有不同羟基取代度的NCC对HDPE复合材料的界面相容性、机械性能、热特性以及吸水性能的影响。结果表明:随着NCC表面链长度增大以及C12-NCC的表面羟基取代度增大,复合材料的界面相容性得到改善,机械性能随之提高;C12-3-HDPE的拉伸强度为33.1MPa,弹性模量为745.5MPa,分别比HDPE提高了24.9%,38%,断裂伸长率降低;拉伸强度,弹性模量,断裂伸长率分别比5%NCC-HDPE提高了16.1%,4%,139%。综上,与NCC相比,酯化改性的NCC表面碳链长度的增加以及表面羟基取代度的增加有利于NCC与基体间的界面相互作用,且5.0%C12-3-NCC添加量下的C12-HDPE复合材料的界面相容性及力学性能最优。