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本论文以纤维素浆粕为原料,制备了纳米纤维素(CNF)、硅烷偶联剂KH-540改性纳米纤维素(K-CNF),并将CNF、K-CNF对聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混改性,采用浸没-沉淀相转化法制备出CNF/PVDF膜材料和K-CNF/PVDF.膜材料,以提高PVDF膜的渗透性能、亲水性能、抗污染性能和力学性能。对CNF、K-CNF以及共混膜材料的各方面性能进行了表征。使用CNF/PVDF膜材料和K-CNF/PVDF膜材料分别超滤处理牛奶蛋白料液,探究了两种膜材料处理牛奶蛋白料液的最优工艺条件,考察了膜清洗方法的清洗效果。分别从热力学和动力学角度对CNF/PVDF膜材料和K-CNF/PVDF膜材料的成膜机理做出探讨,使用旋转流变仪系统研究了CNF/PVDF和K-CNF/PVDF铸膜液的流变学性质。CNF呈棒状纤维结构,直径为20nm-50nm,长度为200-550 nm,结晶度较纤维素浆粕有所提高。将CNF与PVDF共混制备CNF/PVDF膜材料,得出CNF/PVDF膜材料的最优制备条件,即：PVDF浓度为16 wt%,CNF浓度为0.5 wt%,溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),致孔剂PVP K30质量分数为3 wt%,凝胶浴为去离子水。对比纯PVDF膜,最优制备条件下制备的CNF/PVDF共混膜的渗透性能提高了72.0%,抗张强度和断裂伸长率分别提高了18.2%和36.4%,接触角从81.4。降低至66.9。膜材料的衰减系数从44.59%降到31.65%。使用硅烷偶联剂KH-540改性CNF制备出K-CNF。AFM表征表明K-CNF维持了CNF的形貌,长度为200-500 nm,直径为30-40 nm,FTIR与XPS表征共同证明KH-540与CNF发生了偶联反应。XPS结果显示K-CNF表面羟基的数量少于CNF。当K-CNF质量分数为0.5 wt%时,K-CNF/PVDF共混膜各方面性能达到最佳,与纯PVDF膜相比,K-CNF/PVDF共混膜的渗透、亲水及抗污染性能均有显著提升,抗张强度提高了36.77%,断裂伸长率提高了61.18%。相比于CNF/PVDF膜,K-CNF/PVDF膜的力学性能得到进一步改善。热力学研究表明CNF和K-CNF的引入分别使PVDF/DMAc/H2O体系的浊点线向PVDF-DMAc轴靠近,体系变得热力学不稳定,减弱了溶液体系对水的容纳能力,促进了相分离。动力学研究表明CNF和K-CNF的引入分别提高了PVDF铸膜液的凝胶速率,加快了凝胶成膜的进程。CNF/PVDF铸膜液与K-CNF/PVDF铸膜液的非牛顿指数均小于1,故均为假塑性流体。分别升高CNF、K-CNF和PVDF的浓度,PVDF铸膜液的非牛顿指数降低,恒剪切粘度、零剪切粘度、粘流活化能和模量均升高。CNF/PVDF膜材料和K-CNF/PVDF膜材料处理牛奶蛋白料液的最佳操作条件均为：0.1MPa的操作压力,1g/L的牛奶蛋白料液浓度,料液的pH值：11,料液温度：40℃。考察了膜清洗方法对CNF/PVD F膜材料和K-CNF/PVDF膜材料的清洗效果。对于两种膜材料,氢氧化钠溶液清洗+水力反冲洗法的清洗效果最好。