在麦秸纤维的制备过程中，采用中密度纤维板热磨系统分离麦秸纤维，蒸汽压力分别为0.4、0.6、0.8、1MPa，磨盘的转速分别为2500和3000rpm，磨盘间隙为0.1和0.05mm，对麦秸纤维的形态和化学性能进行测试，优化热磨条件。对麦秸纤维进行改性处理并试制麦秸纤维/PP复合材料。处理方法分别为：碱处理（处理剂为NaOH水溶液，其浓度分别为2、4、6、8、10%，温度为20°C、45°C），乙酰化处理（处理剂为乙酸酐，处理时间分别为0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 h）及2%的马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）改性处理，然后将处理前后的麦秸纤维分别在170°C、190°C、210°C和230°C时等温1h。对改性处理前后麦秸纤维进行红外光谱分析、热重分析和表面形貌分析。此外，在密炼机（Thermo Haake Rheomix）将改性处理前后的麦秸纤维与PP进行共混，温度为170°C、转数为55 rpm，时间为7 min，制成麦秸纤维/PP复合材料，探讨改性处理对麦秸纤维/PP复合材料力学性能、热性能和热流变性能的影响。通过对处理前后的麦秸纤维特性及其麦秸纤维/PP复合材料的性能进行分析，优化处理方法和处理工艺。在麦秸纤维/PP复合材料的制造过程中，工艺条件为麦秸纤维的添加量（10、20、30、40、50%，质量比）、MAPP的添加量（1、2、5、10%，质量比）和麦秸纤维的尺寸形态（<9、9-28、28-35、>35目），在密炼机（Thermo Haake Rheomix）将麦秸纤维与PP进行共混，温度为170°C、转数为55 rpm，时间为7 min，制成麦秸纤维/PP复合材料，对不同工艺条件下试制的麦秸纤维/PP复合材料进行静态力学性能、动态力学性能、热性能、热流变性能的分析，并利用SEM观察麦秸纤维/PP复合材料的界面形貌。

    本研究得到的结论归纳如下：

    1. 在热磨过程中，随着蒸汽压力从0.4MPa提高至1MPa、盘磨转数从2500 rpm提高至3000rpm，细小纤维所占的比例由66.8%降至51.1%；在宽度方向上麦秸纤维的分离效果逐渐显著，直径从28.5µm降至23.5µm；长度为0.30-0.42mm，长宽比为11.2-17.7，弯曲指数为0.15-0.17，缠结指数为1.54-2.04，呈现不规律性。麦秸经热磨成纤维后，其pH值由7.19降低至4.4-4.8，呈明显的酸性，酸缓冲容量由42.38降低至12.37-15.24，而碱缓冲容量没有明显变化，为29.89-38.86。麦秸经热磨成纤维后，硅含量由5.04%降低至1.7-2.2%。TG研究表明，当麦秸纤维暴露在170°C以上的环境中时，纤维开始热解，温度升高至370°C时，纤维各组成成分及结构发生剧烈热解，尤其以纤维素热解为突出，在麦秸纤维/PP复合材料的共混过程中，加工温度控制在170°C。结合热磨时的动力消耗及纤维的形态、性能测试，麦秸纤维/PP复合材料的增强相将采用蒸汽压力为0.8MPa，磨片转数为2500 rpm时分离得到的麦秸纤维。

    2. 碱化处理时，当碱温度由20°C升高至45°C时，重量损失率（WPL）由26.7%增加至34.6%，当NaOH溶液的浓度由2%增加至10%时，麦秸纤维的WPL由34.6%增加至45.0%。乙酰化处理时，随着处理时间从0.5 h增加至4 h时，麦秸纤维的WPG从5.3%增加至14.4%。SEM测试显示，碱化处理能够使得纤维表面产生细小孔洞，增加纤维表面与PP基体的可接触面积；乙酰化处理的麦秸纤维的断裂加剧；MAPP可以均匀的覆盖在麦秸纤维表面。ATR-IR分析表明，乙酰化处理通过酯化作用取代了麦秸纤维的部分羟基。预处理前后的麦秸纤维分别在170°C、190°C、210°C和230°C时等温1 h后的TG图谱表明，未经预处理的麦秸纤维的WPL为6.1%、8.8%、11.6%和19.7%，碱化处理的麦秸纤维的WPL为5.0%、5.6%、6.7%和9.9%，乙酰化处理的麦秸纤维的WPL为2.6%、4.7%、7.3%和15.4%，MAPP预处理的麦秸纤维的WPL为4.3%、6.0%、9.3%和16.5%。预处理有利于提高麦秸纤维的热稳定性。

    3. 麦秸纤维/PP复合材料的ATR-IR图谱表明，当纤维经MAPP改性处理后，在1740 cm-1处出现吸收峰，表明麦秸纤维的羟基与MAPP的马来酸酐通过酯化反应形成酯键。拉伸性能测试表明，麦秸纤维经碱化处理后，其复合材料的拉伸强度、拉伸模量、拉伸断裂伸长率分别为23.85MPa、1353.12MPa、4.59%；经MAPP处理后，其复合材料的拉伸性能分别为30.85MPa、1345.77MPa、5.35%。纤维经两者共同改性处理后，拉伸性能进一步改善，其拉伸性能分别达到32.24MPa、1491.7MPa、4.95%。经乙酰化处理后，其复合材料的拉伸性能下降，分别为20.2MPa、1209.09MPa、3.89%。DMA测试结果表明，麦秸纤维的加入可以提高麦秸纤维/PP复合材料的储能弹性模量（E’），降低复合材料的损耗系数（tanδ）。麦秸纤维分别经碱化处理后，在25-150°C的范围内，其复合材料的E’为2.27-0.37GPa，tanδ为0.038-0.095；经MAPP处理后，其复合材料的E’为2.26-0.34GPa，tanδ为0.038-0.089；经乙酰化处理后，其复合材料的E’为2.25-0.37GPa，tanδ为0.041-0.104。DSC测试结果表明，麦秸纤维的加入使得麦秸纤维/PP复合材料的结晶温度提高至122°C。当麦秸纤维经碱化处理后，其复合材料的结晶温度提高至125.4°C；经MAPP处理作用后，结晶温度提高至123.2°C。碱化处理和酯化处理的协效作用，可以进一步提高基体在麦秸纤维表面结晶温度。经乙酰化处理后，结晶温度反而下降，为119.7°C。麦秸纤维/PP复合材料的热流变特性研究表明，麦秸纤维的加入明显地增加了麦秸纤维/PP复合材料的粘度，达到3.0×104Pa.s。随着温度由170°C升高至190°C，剪切速率由0.01-1增加至0.1s-1，麦秸纤维/PP复合材料的粘度降低。碱化处理的纤维与PP形成的交互作用最为强烈，复合材料的粘度最高，为7.2×104Pa.s。MAPP接枝处理后复合材料的粘度为3.1×104Pa.s，MAPP有利于降低复合材料的粘度，提高PP的流动性，有利于纤维在基体中的均匀分散。SEM研究表明，MAPP接枝处理改善了麦秸纤维与PP形成的界面的相容性，提高了两者形成的界面的结合强度。

    4. 麦秸纤维的加入可以提高麦秸纤维/PP复合材料的拉伸性能。当麦秸纤维添加量从10%增加至30%，麦秸纤维/PP复合材料的拉伸模量从1215MPa逐渐增加至1986MPa，拉伸强度从29.96MPa逐渐增加至34.31MPa，拉伸断裂伸长率从6.36%逐渐降至3.38%。麦秸纤维的添加可以提高麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量。当麦秸纤维添加量从10%增加至40%时，麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量从1790MPa增加至3437MPa；当添加量达到50%时，麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量和拉伸性能均下降。当以麦秸纤维为增强材料添加到PP基体中时，麦秸纤维/PP复合材料的E’增加，并且随着麦秸纤维含量的增加逐渐增加；而tanδ有所降低，并且随着麦秸纤维含量的增加逐渐降低，具体表现为当麦秸纤维从10%增加至50%，复合材料的E’从2.08GPa增加至4.12GPa，tanδ从0.039降至0.03，结晶温度从120.9°C逐渐增加至126.1°C，但结晶度从46.9%递减至31%。此外，麦秸纤维的加入可以增加体系的粘度，在170°C、0.01s-1时，当麦秸纤维含量从10%增至30%，复合材料的粘度从7.4×103Pa.s增加至4.4×104Pa.s。SEM研究表明：随着麦秸纤维含量的增加，麦秸纤维在整个体系中团聚现象越来越明显，分布越来越不均匀，在麦秸纤维含量较高（大于30%）时，麦秸纤维从基体中拔出的现象越来越明显。

    5. 随着MAPP添加量的增加，麦秸纤维/PP复合材料的拉伸强度逐渐增加。当MAPP添加量从1%增加至10%，麦秸纤维/PP复合材料的拉伸强度从30.85MPa增加至34.01MPa，但拉伸断裂伸长率有所升高，达到4.89%；MAPP的添加量对麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量影响不大，当MAPP的添加量为2%时，麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量达到最大，为2138MPa。利用MAPP为界面改性剂时，麦秸纤维/PP复合材料的结晶温度提高了约1°C，结晶度增加了4-8%，但MAPP的添加量对麦秸纤维/PP复合材料结晶过程影响不大。当MAPP添加至纤维与基体中后，由于本身具有较高的熔融指数，其流动性能很强，整个体系的流动性能加强，麦秸纤维/PP复合材料的粘度为2.2×104-3.1×104Pa.s。随着温度和频率的增加，麦秸纤维/PP复合材料的粘度降低。

    6. 当麦秸纤维分别以9-28目、28-35目的形态添加至PP基体中时，增强效果较好，麦秸纤维/PP复合材料的拉伸性能较高，其拉伸模量、拉伸强度、拉伸断裂伸长率分别达到1439MPa、30.51MPa、4.28%和1451MPa、30.36MPa、4.61%。麦秸纤维的形态与麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量的变化不呈相关性。当麦秸纤维以小于9目的形态添加至PP基体中时，麦秸纤维/PP复合材料的弯曲模量达到最大，为2368MPa。麦秸纤维以28-35目的形态作为增加相，PP的结晶温度为122.7°C，同时结晶率也最高，为45.8%。当麦秸纤维形态较小时，麦秸纤维/PP复合材料的粘度增加，如麦秸纤维以大于28目的形态作为增加相，麦秸纤维/PP复合材料的粘度较大，达到2.9×104Pa.s以上。优化麦秸纤维添加量和纤维形态、MAPP的添加量可以改善麦秸纤维/PP复合材料的性能。