本课题以溶解浆为原料,通过TEMPO氧化结合高压均质法制备了高长径比的纤维素纳米纤丝（CNF）,通过对CNF进行硅烷化疏水改性,提高其与疏水性基材聚乳酸（PLA）的界面相容性,采用溶液浇铸法制备复合材料,对复合材料的性能进行研究,并探讨了CNF增强聚乳酸基纳米复合材料的机理。首先通过SEM、FT-IR和XRD的分析方法,探究了TEMPO氧化对CNF的微观形貌尺寸、化学结构及结晶性能的影响。结果表明,CNF平均直径小于100 nm,具有较高的长径比,并且CNF的结晶度为73.37%,高于溶解浆的结晶度（71.78%）,TEMPO氧化制备的CNF在形貌尺寸、结晶性能方面都比较优异,为后期硅烷化改性提供了一个良好的基础。随后以CNF为原料,γ-氨丙基三乙氧基硅烷为硅烷偶联剂,制备了硅烷化改性CNF（S-CNF）,FT-IR、XPS、NMR及动态接触角的分析结果显示硅烷化改性的成功,改性后S-CNF由亲水变为疏水,增加其与疏水性基材的相容性,XRD分析结果显示,改性后S-CNF的结晶度略有降低,S-CNF的热稳定性虽有所降低,但是其初始热降解温度仍然大于200℃,并且其热降解温度仍然高于一般通用塑料的加工温度,改性后的S-CNF依然可以作为增强相来提高复合材料的性能。本实验通过溶液浇铸法制备了S-CNF/PLA复合材料,对复合材料的力学性能、热性能、透光性以及降解性能进行探讨。结果显示,在3%的S-CNF添加量时,复合材料的力学性能达到最高,此时S-CNF/PLA复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量较纯PLA材料分别提高了35.78%、66.25%和25.9%。随着硅烷化改性纳米纤丝添加量的增加,S-CNF/PLA复合材料的初始热分解温度T以及最大失重速率温度Rmax均呈现出先升高后降低的趋势,并在S-CNF添加量为3%的时候,复合材料的T值以及Rmax值达到了最大,较纯PLA材料分别提高了10.5℃和12.1℃。透光性实验表明,3%的S-CNF添加量时,复合材料的透光率仍可保持在50%以上。降解实验还验证了S-CNF的加入会加速复合材料的降解速率,并且可通过控制加入S-CNF的量来调控PLA基材料的降解周期。最后通过对复合材料进行结晶性能检测、差式扫描量热分析以及动态热机械性能分析得出S-CNF增强聚乳酸基纳米复合材料的机理。结果显示,S-CNF与PLA基体之间存在着良好的相互作用,可有效地在PLA基体和S-CNF之间传递负载,由此来提高复合材料力学性能,此外,S-CNF在聚乳酸基质中充当了异相成核剂,这就使得PLA的分子链围绕着晶核进行了一个有顺序的排列,导致了PLA基复合材料结晶速率的提高,促使复合材料快速结晶,有助于提高材料的力学性能。