聚多糖纳米晶包括纤维索纳米晶、淀粉纳米晶等,以其来源的丰富性、造价得可控制性、可再生性、优异的力学性能、纳米尺度的形态及长径比的多样性等优点,而被广泛应用于制备各种物理及化学改性材料。特别是相对无机纳米粒子改性复合材料,聚多糖纳米晶改性高聚物复合材料具有无毒、生物相容性好、生物可降解、质量轻、最终产物可燃烧无残留及性价比高等特点。但是迄今为止,天然的聚多糖纳米晶仅对亲水性基质具有较好的增强效果,这主要是由于聚多糖纳米晶表面具有大量亲水性的羟基,只能较容易的分散于亲水性基质中并且与基质有较好的界面相互作用。限制了聚多糖纳米晶的应用范围。为了进一步丰富聚多糖纳米晶改性材料的种类及其加工工艺,拓展聚多糖纳米晶应用范围,基于促进纳米晶与基质的相容性及提高纳米晶在有机溶剂中的溶解性及分散性的聚多糖纳米晶表面的物理及化学改性已成为世界范围内研究的热点。因此本论文本着生物质资源高值化应用的目标,开展一系列聚多糖纳米晶物理及化学改性材料的研究,以丰夫聚多糖纳米晶改性材料的种类及其理论和加工方法。一方面对纤维素纳米晶进行化学修饰,制备出了表而强疏水性的纳米改性材料,可以用于制备综合性能优良的疏水性基质纳米复合材料或作为进一步衍生材料的原料；另一面以天然淀粉纳米晶为原料复合改性热固性环氧树脂,制备了力学性能优良的纳米复合材料,同时研究了其结构与性能的关系。本论文的创新之处在于：1)首次采用生物质蓖麻油为改性剂基于"graft onto"的策略对纤维素纳米晶进行表面化学修饰,制备了表面强疏水性的改性纳米材料,具有制备综合性能优良疏水性高聚物基复合材料的潜力,该材料同时还可作为其它一些新衍生物的制备原料。2)首次以淀粉纳米晶为填料改性环氧树脂旨,并对其复合工艺进行探索和优化,制得了力学性能优良的淀粉纳米晶改性环氧树脂纳米复合材料,其力学性能在填料含量很低时相对纯的环氧树脂材料既有明显提提高。本论文主要的研究内容如下：(1)采用"graft onto"的策略成功的将疏水性生物质蓖麻油接枝到了纤维素纳米晶上,赋予了纤维索纳米晶农面较强的疏水性,其表面能的极性成分从21.47mJ/m2降到了几乎为零,同时其结晶结构和较大的长径比被保留了下来,这对纤维增强复合材料综合性能的提高及聚合物基质种类的拓展起到了很大的推动作用。(2)通过熔融共混及辅助超声分散的方法制备了淀粉纳米晶改性热固性环氧树脂复合材料,采用微机控制万能试验机研究了该改性材料力学性能与淀粉纳米晶含量的关系,同时通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及吸水性能试验研究淀粉纳米晶在基质中的存在状态、分布状况、填料与基质的相互作用机理及阻水等性质。经试验发现在淀粉纳米晶含量在1.0w%时断裂弯曲应变增加约30%,在填料含量为1.5wt%时弯曲强度增加约7%；并且该工艺能使淀粉纳米晶均匀的分散于基质当中,并不完全破坏填料的原始结晶结构；同时该改性方法对复合材料阻水性能有一定积极作用。这些研究成果拓展了聚多糖纳米晶物理及化学改性材料的种类及制备工艺,探索了聚多糖纳米晶改性的新方向和新思路,丰富了聚多糖纳米晶复合材料的结构与性能的关系和增强机理,建立了一套聚多糖纳米晶改性前后综合性能的表征体系,对生物质资源的高值化应用具有指导作用。