生物质热塑复合材料指将生物质与热塑性树脂混合,加入一定量的助剂和填料,利用挤出成型等工艺制备的一种新型环保材料。由于其良好的可加工性、防水防火性、环保性等特点应用越来越广泛,其开发应用促进了农林废弃物及废旧塑料的资源化利用,减少环境污染,而且能够缓解森林资源日趋紧张的压力。本课题以杨木粉等四种典型生物质制备了生物质/聚乙烯复合材料,并研究了生物质种类及含量、填料及助剂含量、温度等因素对复合材料的流变性能、力学性能、静态粘弹性以及热解特性的影响。研究发现:(1)随着温度的升高,木粉与HDPE等量添加时,复合材料的平衡扭矩先减小后增加,最佳挤出温度为175℃;生物质用量过高会使得熔体粘性下降,转子转动过程中所受到的剪切力降低并出现打滑现象;使用杨木粉和稻壳制备复合材料时,熔融体系流动性能较好,玉米秸秆和棉杆较差;润滑剂可显著改善复合材料流动性;少量的碳酸钙对复合材料流动性能影响不大,超过20份后转子扭矩明显增加,发生聚团现象流动性能变差;偶联剂对复合材料流动性能影响不大。(2)生物质可增强复合材料强度,但会使得复合材料弹性模量降低;玉米秸秆所制备的复合材料力学性能较好,棉杆较差;碳酸钙能够较好地填充复合材料,提高材料密度,具有一定的增韧效果;润滑剂改善了复合材料的加工性能,但降低了材料力学性能;偶联剂适宜用量为8份。正交试验发现对复合材料拉伸、弯曲和冲击强度影响最大的分别是润滑剂、碳酸钙和生物质的用量,碳酸钙和润滑剂对力学性能具有交互影响。(3)复合材料线性粘弹区临界应力与应变值分别为0.8MPa和0.03%;复合材料蠕变柔量随着温度的升高不断增加,相同温度下蠕变柔量随生物质用量的增加先增加后减小,随碳酸钙用量的增加而减小,不同生物质中稻壳制备的复合材料蠕变柔量最大,玉米秸秆最小。复合材料的应力松弛模量随着温度的升高逐渐减小,应力松弛率逐渐增加,同一温度下复合材料应力松弛模量随生物质和碳酸钙用量的增加而增加,添加玉米秸秆的复合材料的应力松弛模量最大。(4)复合材料的热解有两个主要阶段,第一阶段主要为生物质的热解,第二阶段主要为HDPE的热解。生物质用量的增加可改善复合材料热稳定性,生物质与HDPE在第二阶段热解时存在一定的协同作用,提高了复合材料的热解质量损失;使用杨木粉制备的复合材料具有较好地热稳定性;碳酸钙含量的增加使得复合材料的第一阶段热解峰值温度增加,复合材料热稳定性提高。