纳米纤维素(NC)具有较高的结晶度、杨氏模量和强度,且可再生、可降解和生物相容好,因此在高性能复合材料的运用中展示出巨大潜力。但目前制备纳米纤维素的原料主要以陆生植物为主,以海洋藻类制备纳米纤维素的研究比较少。为了实现海洋生物质的资源化利用,本论文以浒苔为原料制备了纳米纤丝纤维素(NFC),与微晶纤维素为原料制备的纤维素纳米晶体(NCC)进行对比,并以两种纤维素为增强填料,采用不同工艺制备了纳米纤维素/聚乙烯醇(PVA)复合薄膜、复合水凝胶,探讨了纳米纤维素添加量和不同长径比对复合材料性能的影响。首先,以浒苔为原料采用碱处理、漂白、酸处理结合超声处理的方法制备了 NFC,以微晶纤维素(MCC)为原料采用硫酸处理结合超声处理的方法分离出了 NCC,并对NFC、NCC进行了表征。测试分析表明NFC和NCC都呈典型的纤维素I晶型,纤维素结构都未被破坏;NFC的直径约为20-40 nm,长度几微米,结晶度为57.2%,Tonset和Td,max分别为280℃和322℃;NCC的直径为30 nm左右,长度为300 nm左右,结晶度更高,为82.7%,Tonset和Td,max分别为1 87℃和245℃,热稳定性较差。其次,采取溶液共混法制备了 NFC/PVA、NCC/PVA复合薄膜材料。FT-IR测试结果表明,纳米纤维素与PVA之间没有发生化学反应,仅是靠氢键相互作用和范德华力结合的。光学、溶胀和力学性能分析表明,当NFC含量为0.1 wt%时,NFC/PVA复合膜的透光率可达94%以上,溶胀度比纯PVA膜降低了 29%,为250%,耐水性提高了;同时拉伸强度、弹性模量和韧性较纯PVA分别提高了 99.1%、1547%、117.9%。由于浒苔NFC具有更高的长径比,更易与PVA相互穿插形成致密的网络,而且较低的浓度保证了 NFC较好的分散在基体中,所以其对PVA复合薄膜的增强效果优于NCC。最后,采用冷冻-解冻的方式制备了 NFC/PVA、NCC/PVA水凝胶。FT-IR分析表明纳米纤维素与PVA之间是靠物理作用结合的。力学、热学和溶胀性能分析表明,当NFC的含量为0.15 wt%时,NFC/PVA水凝胶的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量比纯PVA水凝胶分别提高了 105%、28%和100%,Tonset和Td,max分别比纯PVA水凝胶的提高了约15℃和6℃。另外由于纳米纤维素的引入会使水凝胶内部网孔结构更致密,所以水凝胶的含水率和溶胀度也有小幅度的降低。由于浒苔NFC的长径比更高,更易与PVA分子链相互穿插形成致密的网络,而且较低的浓度保证了 NFC与PVA之间更易形成氢键从而较好的分散在基体中,所以其对PVA复合水凝胶的增强效果优于NCC。