纤维素纳米粒子(Cellulose nanoparticles, CNP)作为一种新型的纳米材料,具有高透明度、高纯度、高结晶度、高强度和高杨氏模量等优点而被广泛应用于各个领域。将CNP作为增强材料添加到天然透明高分子材料基体中,不仅可以有效的提高材料的强度、结晶度和耐热性能等特性,还可以保持材料本身的透明性,是一种高效的复合方式。目前国内外针对CNP作为增强材料的研究已经获得了诸多成果,然而,利用CNP作为增强材料将其添加到高分子透明材料基体中的研究目前还处在初步阶段,关于CNP与聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)的复合方法等问题的研究尚不够成熟。本研究以微晶纤维素为原料,通过浓度分别为48%和64%两种硫酸对微晶纤维素进行化学预处理,结合高压均质等方法,制备出两种纤维素纳米粒子CNP-48和CNP-64,并以这两种纳米粒子为增强材料,采用溶剂置换和溶液重铸法制备出了纤维素纳米粒子(CNP)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。重点考察酸浓度和CNP在复合材料中的添加量对CNP/PMMA复合材料的影响,分别采用透射电镜、广角X射线衍射分析和差示扫描量热分析等多种方法表征了材料的各项性能,以期制备出强度高、热学稳定性好和力学性能强的光学透明高分子复合材料。主要得出以下结论：(1)通过研究CNP的加入对复合材料透明性的影响,结果表明：酸浓度对CNP的化学结构影响不大,但对CNP的粒径大小有影响,CNP-64的粒径较CNP-48的粒径小；即使CNP添加量高达20%时,CNP/PMMA-64悬浮液仍然保持良好的透明性；CNP添加量影响CNP/PMMA复合材料的光透射率,尤其是CNP-48增强PMMA复合材料(CNP/PMMA-48), CNP-64增强PMMA复合材料(CNP/PMMA-64)和CNP/PMMA-48复合材料的光透射率随CNP添加量增加而降低；CNP/PMMA-64复合薄膜材料与相同添加量的CNP/PMMA-48相比,具有更高的光学透射率。(2)研究了CNP的加入对复合材料结晶度的影响,在PMMA中加入CNP可以有效提高材料的结晶度,纯PMMA几乎都是非结晶区,随着高度结晶的CNP逐渐加入到非结晶PMMA基体中,复合材料的结晶度逐渐增大,CNP添加量为15%和20%的CNP/PMMA-48复合材料的结晶度分别增加到20.8%和26.8%；复合材料的结晶度随着CNP添加量的增加而逐渐增大,表现出明显的增强效果。(3)通过研究CNP的加入对复合材料耐热性能的影响,结果表明：CNP的加入使添加量为20%的CNP/PMMA-48和CNP/PMMA-64复合材料的玻璃化转变温度分别升高10℃和20℃左右,两种复合材料的最大熔融温度均升高40℃左右,有效提高了材料的热稳定性能,随着CNP在PMMA基体的加入,复合材料的玻璃化转变温度和最大熔融温度逐渐增大,本实验中所选取的加载量中,CNP加载量为20%的复合材料热学稳定性最好。(4)通过研究CNP的加入对复合材料热膨胀性能的影响结果表明：比较了纯PMMA和CNP/PMMA复合材料之间的热膨胀系数(CTE),添加10%CNP到PMMA基体中,CNP/PMMA-48和CNP/PMMA-64复合材料的CTE从9.3×10-5分别减少到5.5×10-5和3.9×10-5/℃；CNP的加入明显降低了复合材料的CET,其中,CNP/PMMA-64的CTE略低于CNP/PMMA-48。(5)研究分析了CNP的加入对复合材料力学性能的影响,高温时(100℃),在PMMA基体中加入CNP后,复合材料的力学性能显著增强；CNP/PMMA-64复合材料比CNP/PMMA-48复合材料的储存模量更高,尤其当CNP添加量较高时；所有CNP/PMMA复合材料的静态杨氏模量和拉伸强度均高于纯PMMA,拉伸性能随PMMA基体中CNP含量的增加而增强；CNP增强杨氏模量多于拉伸强度。