植物纤维是自然界中最为丰富的可再生资源,植物纤维/高分子复合材料是近些年来发展较快且经济效益显著的环保材料。但由于植物纤维本身具有较强的极性和亲水性,且木质素、半纤维素、果胶质等“胶粘性”物质的存在,严重影响了纤维素的可及度,造成木塑复合材料的性能不佳。蒸汽爆破预处理技术是近些年发展起来的低能耗、设备简单、无污染的新型植物纤维高效分离技术,蒸汽爆破植物纤维可用于增强高分子材料。研究蒸汽爆破工艺条件对木塑复合材料力学性能的影响具有重要的意义。 本文完成了蒸汽爆破装置的研制并对植物纤维进行改性,通过高温高压水蒸汽改变植物纤维的内部结构,同时使植物纤维保留一定的长径比,达到增强复合材料性能的目的。本文从外观形态、扫描电镜分析、红外光谱分析、组分分析、热重分析等方面对蒸汽爆破改性后植物纤维进行了研究,同时完成蒸汽爆破改性植物纤维/PE复合材料的研制,测试其力学性能,并与纯PE、未处理植物纤维/PE复合材料力学性能进行比较,确定影响植物纤维改性及复合材料力学性能的蒸汽爆破工艺条件。 分析结果显示：蒸汽爆破预处理方法能有效地增大植物纤维表面积,改善了纤维素的可及度,从而提高了植物纤维与高分子基体材料增容改性的效率。改性后植物纤维/PE复合材料的拉伸性能、弯曲性能等方面比纯PE、未改性植物纤维/PE复合材料都有明显的提高,研究表明当压力为1.8MPa、保压时间1min、含水率45％、植物纤维含量35％时复合材料性能出现峰值,拉伸强度比纯PE增强56.83％,弯曲强度增加了82.61％,弯曲模量207.2％。且由正交实验分析结果可知：压力为1.8MPa、保压时间为2min、含水率35％、含量为35％时可获得最佳力学性能,植物纤维含量和压力的贡献最大,力学性能随着植物纤维含量(5％～35％)的增加而增加。