木质纤维素是自然界储量丰富的可再生生物质资源,开发全新的木质纤维复合3D打印材料,不仅能为综合利用木质纤维原料提供有效的途径和新方法,也能增加3D打印材料的种类及性能,为3D打印技术开拓更广阔的发展空间。本论文重点研究了通过甘油高温润胀、微量硫酸处理结合机械处理的木质纤维素的微纳分散方法和机理,实现了微纳木质纤维素（MNLC）与聚乳酸（PLA）的复合,制备了MNLC/PLA复合材料并挤塑成3D打印线材。（1）纤维素原料经甘油润胀和微量酸处理结合机械挤压后,被胶体磨机械分散制备得到得率高于85%的微纳纤维素（MNC）,高温甘油润胀和微量酸处理对MNC的分散起到了至关重要的作用。当硫酸的用量为体系总质量的0.64%、酸处理时间为2h时,制备的MNC主要以直径小于100 nm且长度约为数微米的纤维为主。即使用微量酸处理也对MNC的DPv影响较大,随着硫酸用量的增加,纤维素的DPv从650左右快速降低至接近200。酸处理时间对纤维素的DPv有影响。随着酸处理时间的延长纤维素的DPv一直在下降,当酸处理时间为3h时纤维素的DPv降低至小于200。制备高得率直径小于100 nm的MNC最优条件为:硫酸用量为体系总质量的0.64%,酸处理时间为2.0h。（2）不同木质素含量的木质纤维素原料经甘油润胀和微量酸处理结合机械挤压后,同样能够被胶体磨机械分散至得率接近85%的微纳木质纤维素（MNLC）,其中甘油介质中的高温润胀和微量酸处理是MNLC分散的关键。当硫酸用量为体系总质量的0.64%,硫酸处理时间为2 h时,不同木质素含量的木质纤维素均能被成功分散为直径小于100nm、长数微米的MNLC,木质素的存在和含量对木质纤维素的分散没有太大影响。随着木质素含量的减小,制得MNLC的长度不断变小。木质素减少了微量酸对木质纤维素DPv的影响,含有木质素的木质纤维素的DPv均能保持在500以上。（3）硅烷偶联剂（KH550）有效改善了复合材料的界面相容性得到改善;木质素发挥增容作用,进一步提高了复合材料的机械性能。MNC或MNLC和PLA都实现了很好的相融,断面均呈现明显的粗糙和方向性断裂。10%含量的MNC对聚乳酸（PLA）具有最好的增强效果,复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别为150.1 Mpa、61.7 Mpa;木质素的存在提高了复合材料的界面相容性,当MNLC含量为10%且木质素含量为0.37%时,复合材料具有最优的机械性能,弯曲强度和拉伸强度分别达到186.7 Mpa和64.5 Mpa。利用优化条件制得的MNLC/PLA复合材料可挤塑成复合3D打印线材;本研究将解决生物质资源木质纤维素尤其是其中的木质素和半纤维素利用率低的问题,将实现含有木质素的木质纤维素与PLA复合材料的可打印性。改善了PLA的缺陷,为木质纤维素原料的高效、低成本、绿色利用提供了新的途径。