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聚乳酸(Polylatic acid, PLA)是一种力学强度较高,透明度较好,生物降解后产物对环境友好的完全生物可降解高分子。然而聚乳酸本身是一种线性均聚物,与石油化工塑料相比又存在着质脆和结晶速度慢的缺陷。为了改善PLA的脆性,提高其韧性,本论文采用废弃皮纤维(Scrap leather fibers, SLFs)粉体和石墨(Graphite,G)、碳纳米管(Multi-walled nanotubes,MWNTs)为增韧材料,分别利用熔融法和溶液法制备出了聚乳酸系列复合材料,并针对其力学性能、结晶性和热稳定方面的性能进行了研究。利用硅烷偶联剂对PLA和SLFs进行化学改性,然后采用熔融法和溶剂法制备出了一系列PLA/SLFs的复合材料。借助于傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)、差示扫描量热仪(Differential thermal analysis, DSC),偏光显微镜(Polarizing microscope, POM)和热失重分析(Thermogravimetry, TGA)等表征手段对该系列复合材料进行表征,探索了硅烷偶联剂处理工艺对PLA/SLFs复合材料性能的影响,结合SEM得到的断面微观结构,研究了PLA/SLFs复合材料的微观结构和宏观性能之间的关系。采用POM手段研究了PLA/SLFs复合材料的结晶行为。结果表明：1)采用熔融接枝和溶液接枝法都可以得到硅烷接枝聚乳酸(MPLA)和硅烷接枝废弃皮纤维粉体(MSLFs);2)与熔融制备方法相比,溶液法制备的复合材料拥有较高的弯曲模量；3)与PLA/SLFs复合材料相比,PLA/MSLFs复合材料具有较高的弯曲模量和冲击模量,结晶速率常数下降;4)硅烷接枝前后的PLA对复合材料的玻璃化转变温度(Glass transition temperature, Tg)和熔融温度(Melting temperature, Tm)影响不明显。采用热还原方法制备膨胀石墨,并通过超声方法制备石墨/碳纳米管混合物(G/MWCNTs),制备了PLA/G和PLA/G/MWCNTs纳米复合材料,借助FT-IR、TGA、DSC和SEM等表征手段,对PLA/G/MWCNTs复合材料的热稳定性、导热导电性、微观结构与结晶等方面进行了研究。研究结果表明与加入膨胀氧化石墨的聚乳酸复合材料相比,PLA/G/MWCNTS复合材料的力学性能、热稳定性能和结晶性能明显提高,当G/MWCNTS-25体系占复合材料质量分数为0.3pbw时,其弯曲模量和结晶速率常数分别为2.3MPa和0.46。