生物质热塑复合材料是由木粉或农业剩余物中的木质生物质与热塑性聚乙烯或聚丙烯共混,通过挤出、注塑或模压成型等工艺制备而成,因其具有低吸湿性、低密度、耐生物侵蚀性、良好的尺寸稳定性以及高比刚度和强度,正在成为回收农业剩余物的有利选择。本论文提出了一种回收农业剩余物的高效方法,对机械化作业导致难以分离的地膜、沙土和棉秆进行共混,直接制备生物质热塑复合材料,并以此为启发,分别将硅酸铝纤维和芳纶纤维作为填料,制备了棉秆-聚乙烯-硅酸铝纤维复合材料与棉秆-聚乙烯-芳纶纤维复合材料。本课题首先通过简单的混合和注塑成型工艺,将难以分离的地膜、沙土和棉秆废料直接转化为了功能性的自熄灭棉秆-聚乙烯-沙土复合材料（CS-PE-SSX）,并探究了不同组分对复合材料性能的影响。结果发现,由于固体颗粒在聚合物基质中的均匀分散、良好的界面结合以及棉秆和沙土颗粒之间潜在的相互作用,所制备的复合材料显示出了有希望的机械强度（抗弯强度约为29.00 MPa,抗拉强度约为15.76 MPa,冲击强度约为3.17 k J/m2）和更高的热稳定性。沙土颗粒的加入赋予了材料良好的自熄灭性能,40 wt%沙土含量的复合材料可以抵抗火焰在10 s内的点燃,明火充分引燃后能保证在55秒内熄灭。此外,来自中国不同地区的农业废料（地膜残留物、棉秆和土）,被成功转化为功能性复合材料,表现出了良好的机械、热和自熄灭性能。复合材料的成功制备为农业剩余物的处理提供了一条简单、绿色和低成本的策略,有望成为解决农用地膜、棉秆等废弃物的可行选择。接着,本研究以无机纤维（硅酸铝纤维,ASF）、有机农业废料（棉秆,CS）和聚乙烯为主要原料制备了生物质热塑复合材料（CS-PE-ASFX）,并讨论了硅酸铝纤维对复合材料性能的影响。结果表明,随着ASF含量的增加,硅酸铝纤维中的含氧基团可与棉秆中的羟基氢形成氢键,令复合材料在1740 cm-1处的红外光谱的特征峰移至更低波数,表明复合材料界面上存在非共价相互作用（氢键,π-π堆积和静电相互作用）;复合材料的X射线衍射图谱表明ASF含量的变化,并没有改变每种组分的晶体结构;复合材料的扫描电镜图以及元素扫描图有力的证明了ASF在复合材料中的良好分散以及与聚合物基质的稳固粘结,以上两者加上棉秆与硅酸铝纤维形成的氢键,将复合材料的拉伸强度和冲击强度提高到约39.37 MPa和3.89 k J/m2;ASF的加入显著提高了复合材料的抗蠕变性和抵抗应力松弛能力,而且复合材料的热稳定性在ASF的帮助下同样得到了增强。最后,本研究将具有超高强度,且耐高温、耐酸碱的轻质合成纤维（芳纶纤维）作为填料,制备了棉秆-聚乙烯-芳纶纤维复合材料（CS-HDPE-KFX）,并对其性能进行了研究。结果显示,芳纶纤维的加入会促使复合材料中化学环境发生变化,形成氢键,导致红外光谱特征峰的移动;扫描电镜发现芳纶纤维在复合材料中仍然以长纤维的状态存在,未发生改变,芳纶纤维在30 wt%以下时,表现为无序形态,显著提升了复合材料的力学性能,最大拉伸强度为41.89 MPa,提升约231%,最大弯曲强度为55.28 MPa,提升约209%,最大冲击强度为12.40 k J/m2,提升约349%;相较于稻壳、沙土、杨木粉热塑复合材料,加入芳纶纤维后,显著增强了复合材料的力学强度;复合材料的热重和差示扫描量热曲线表明,剩余物的显著增加以及熔融温度的提高增加了复合材料的热稳定性;蠕变和应力松弛曲线显示复合材料在20 wt%的芳纶含量时,拥有最优的抗蠕变性能,在30 wt%的芳纶含量时,拥有最优的抗应力松弛能力;通过自熄灭性能测试,复合材料在20 wt%芳纶纤维含量时,自熄灭性能最佳,5 s点燃次数达到三次,熄灭时间与燃烧距离分别维持在125 s和2.5 mm,极限氧指数达到20.9%。