近年来,一次性塑料制品的使用受到限制,绿色环保型的生物降解材料及其复合材料迎来了新的发展机遇和挑战。另一方面,熔融沉积成型（FDM）3D打印是一种基于熔融态热塑性聚合物层层堆积的快速增材制造技术,可成型复杂形状的制品而无需模具。聚乳酸（PLA）是一种广泛使用的可生物降解材料,也是FDM技术最为常用的打印耗材,但也存在脆性大、结晶速率慢等缺点。因此,研究植物纤维与PLA的共混、PLA的增韧改性以及FDM参数调控与复合材料的结构及性能的内在关系有重要意义。基于此,本论文以香茅纤维（LF）为植物纤维填料,深入研究了相容剂对PLA/LF复合材料结构和性能的影响;同时,将PLA与生物聚酯材料——聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）共混并进行界面改性以达到增韧PLA的效果;在此基础上,制备了PLA/PBAT/LF新型绿色友好型复合材料并深入考察了FDM式3D打印工艺参数的设置对复合材料宏观性能和微观结构的影响。香茅是一种南方广泛生长的植物,具有防腐、抗菌、抗氧化的特点且带有独特柠檬香味。本论文通过机械破碎法制得LF并测定了纤维素、半纤维素和木质素的含量;红外光谱和X射线衍射测试表明,LF具有糖苷的化学结构和纤维素Ⅰ型晶体结构;粒度分析测试表明其平均粒径在65μm左右,中位径约为44.7μm;热失重分析表明,LF的热分解温度在174.2°C左右,最快分解温度在333°C左右。在分析了LF物化性质的基础上,通过熔融接枝法制备聚乳酸接枝马来酸酐（PLA-g-MAH）并将其作为PLA/LF复合材料的界面相容剂,采用FDM式3D打印成型工艺,系统研究了LF和PLA-g-MAH接枝物的加入对PLA/LF复合材料的力学性能、结晶性能以及微观结构的影响。酸碱滴定结果表明,PLA-g-MAH的接枝率随引发剂过氧化二异丙苯（DCP）或单体马来酸酐（MAH）含量的增加呈现先升高后降低的趋势;LF的加入会提高PLA的弯曲模量和结晶度,加快PLA的结晶速度并降低冷结晶温度;加入PLA-g-MAH接枝物后,PLA的结晶速率进一步提高,但结晶度变化不大,PLA/LF复合材料的力学性能随PLA-g-MAH接枝物含量增加呈现先上升后降低的趋势,在添加5 wt%的PLA-g-MAH时复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最高。通过扫描电镜可以看出,PLA-g-MAH的加入可使复合材料的凹洞以及纤维剥离现象明显减少,相界面之间无明显间隙,PLA与LF的界面相容性得到了改善。从高韧性和生物降解性的角度来看,PBAT可以作为PLA增韧改性材料。本论文通过熔融挤出-FDM 3D打印技术制备了PLA/PBAT共混材料,并采用苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（PSG）对PLA/PBAT共混物进行界面增容改性,系统研究了PLA/PBAT和PLA/PBAT/PSG共混物的流变性能、力学性能、热性能和微观形貌。PLA/PBAT共混物的冲击强度随PBAT含量的增加而逐渐升高,但拉伸和弯曲性能下降明显。PSG的加入对PLA/PBAT30共混物的冲击强度提升明显,相比于PLA/PBAT30和纯PLA,分别提升了2.6倍和7.7倍,拉伸性能和弯曲性能较未添加PSG时虽有下降,但有较高的保持率。流变学研究表明,PSG的加入会显著提高PLA/PBAT共混物的粘度,这可能与环氧基的增容作用有关。由于环氧基的作用,PSG的加入增加了PLA和PBAT分子链的缠结,PLA的结晶受到限制,而热稳定性和软化温度有一定的改善,PBAT的玻璃化温度也向PLA的玻璃化温度有所靠近。扫描电子显微镜观察表明,PBAT和PLA属于热力学不相容体系,而PSG的加入能够改善PLA和PBAT的界面相容性,冲击韧性的提高可以归因于PBAT相脱粘后的剪切变形和界面分子桥梁的形成。进一步地,通过熔融挤出技术制备了PLA/PBAT/LF复合材料线材并用于FDM式3D打印,在对比了注塑和FDM打印两种成型工艺对试样结构和力学性能影响的基础上,重点分析了3D打印参数变化对复合材料结构和性能的影响。研究结果表明,由于FDM技术层层堆积的特点导致内部孔隙的存在,力学性能不如注塑试样。打印层越厚,制品内部孔隙越大,拉伸性能和弯曲性能下降,而冲击强度的提升与微孔受力变形吸收冲能有关;打印速度过快会影响试样尺寸稳定性,过慢会影响层间粘附力从而导致试样力学性能下降;光栅角度的不同会造成细丝在试样打印层内的取向和失效方式差异进而影响力学性能;喷嘴温度的高低影响打印层界面间的分子热扩散从而影响其界面结合,力学性能也存在差异;打印平台温度通过改变PLA的结晶进而影响复合材料的其他性能:平台温度越高,结晶度越高,试样脆性越大,拉伸强度、冲击强度以及弯曲强度均降低,而材料的刚性、耐热变形能力得到增强。选择打印速度为40 mm/s、打印层厚为0.1 mm、喷嘴温度为210°C、平台温度为60°C以及光栅角度为90°/90°时可以在提升打印效率、保持尺寸稳定性的同时也能满足制品最佳的力学性能。