为寻求狼尾草、毛竹加工剩余物等廉价草本资源高值清洁利用新途径,将材料加工工程、木材科学与技术等学科材料成形理论与技术交叉应用于木质纤维的制备与应用技术开发,进而实现生物质纤维制备与功能化应用的理论与技术的创新。完成的主要工作如下:(1)对狼尾草、毛竹与针叶树杉木的组分进行对比分析,发现三者综纤维素含量基本相同,说明狼尾草、毛竹等草本植物具有替代杉木等针叶树材制备木质纤维应用于生物质可降解3D 打印耗材以及沥青混合料增强材料的潜力。(2)通过“机械-化学法”和硅烷处理制备木质纤维,借助响应面法确定了草本植物纤维中毛竹纤维最佳碱处理工艺参数:碱处理浓度3.5%、碱处理时间4.2h、碱处理温度60℃,借助正交试验法获得了毛竹纤维最优预处理工艺参数:毛竹纤维最佳目数为150目,偶联剂(KH550)最佳添加量为5%、最优预处理处理时间为0.5h。(3)利用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟确定了理想挤出工艺,通过双螺杆-单螺杆两步挤出法制备了 1.75mm规格的毛竹纤维/PLA复合3D打印线材,对其进行3D打印测试后获得了兼顾打印效率、作品强度与美观度的3D打印参数:填充密度20%、层高0.6mm、打印速度20mm/s、打印温度210℃。(4)通过马歇尔试验确定了草本植物纤维路用沥青混合料的级配、最佳油石比、纤维最佳掺量;通过对比试验发现:基于针叶树木质素纤维、毛竹、狼尾草纤维的AC-13型沥青混合料的最佳油石比分别为5.0%、5.3%、5.0%,SMA-13型沥青混合料的最佳油石比分别为5.9%、6.5%、6.2%,3种纤维在AC-13和SMA-13沥青混合料中的最佳掺量均为0.4%;毛竹纤维沥青混合料的综合性能比狼尾草纤维沥青混合料综合性能更佳,均可与针叶树木质素纤维沥青混合料媲美。