芦苇纤维是天然纤维的一种,具有产量高、可再生、种植成本低的优势。但因其分子结构中存在大量的分子内和分子间氢键,导致其具有强极性的同时,溶解性能也很差,因此大大限制了它的基础研究和工业应用。近年来,离子液体作为一种新型的绿色纤维素溶剂受到越来越多的关注,它不仅为芦苇纤维的均相改性提供了新的平台,同时也扩大了芦苇纤维在木塑复合材料中的应用范围。本文从合成离子液体出发,主要研究内容如下:(1)以N-乙烯基咪唑和2-氯乙醇为原料,采用一步法直接合成咪唑类离子液体1-乙烯基-3-羟乙基咪唑氯盐,并采用FTIR和1H-NMR对其化学结构进行表征,结果表明:该离子液体的侧链同时带有双键和羟基,溶解能力优异。(2)采用FTIR、XRD、TGA和SEM技术对比经离子液体再生芦苇纤维与原生芦苇纤维的化学结构、晶型、热性能及其微观形貌,结果表明:所合成离子液体是芦苇纤维的直接溶剂,未发生衍生化反应;再生前后芦苇纤维晶型由纤维素I型转变为纤维素II型;经离子液体处理后的芦苇纤维只是初始热分解温度稍有下降,而其高温残炭量有所提高;再生芦苇纤维界面模糊,结构疏松。(3)以顺酐为接枝单体,在离子液体中对芦苇纤维进行均相接枝改性,对产物进行FTIR分析,经过均相接枝后的芦苇纤维在1722cm-1处多了 C=O伸缩振动特征峰,结果表明:以该离子液体为均相接枝改性溶剂,无需添加任何引发剂,接枝成功。(4)以乙酰氯为酯化剂,在所合成的离子液体中对芦苇纤维进行均相酯化改性,红外光谱结果表明:在1734cm-1处出现了 C=O伸缩振动特征峰;元素分析测得改性前后芦苇纤维的碳、氧原子比由1.20提高到1.78,表明均相酯化改性成功,且改性前后芦苇纤维的接触角由35.6°增大到68.5°,XRD结晶度由50.17%降低到35.47%,均说明均相酯化后芦苇纤维的极性显著减弱,提高其溶解能力。同时考察了酯化剂用量、反应温度、反应时间对均相酯化反应的影响,结果表明:乙酰氯与脱水葡萄糖单元(AGU)摩尔比为5:1,反应温度为80℃,反应时间为2h时均相酯化效果最优。(5)分别以未处理的芦苇纤维以及通过硅烷偶联剂A-151、KH550、钛酸酯偶联剂NDZ-101处理的芦苇纤维作为增强体,以高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)复配作为基体,制备了 HDPE/LDPE/芦苇纤维复合材料(PE/芦苇纤维复合材料)。探讨了不同偶联剂处理芦苇纤维对复合材料力学、加工性能以及微观结构的影响。结果表明:当HDPE和LDPE的复配比例为30:70,芦苇纤维用量为30份时,所得PE/芦苇纤维复合材料的综合性能较好,采用硅烷偶联剂A-151处理的PE/芦苇纤维复合材料较未经处理的复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提高了 29.3%、33.1%、31.5%,吸水率下降了 47.5%,加工流动性也有所提高,同时对热性能无不良影响。(6)以均相接枝改性芦苇纤维和均相酯化改性芦苇纤维为填料与PE基体熔融共混,制备了 PE/均相接枝改性芦苇纤维复合材料(P/GR)和PE/均相酯化改性芦苇纤维复合材料(P/ER),探讨了均相改性对复合材料力学性能、加工性能及微观形貌的影响。结果表明:添加均相接枝改性芦苇纤维的P/GR和P/ER复合材料不仅较未改性的PE/芦苇纤维复合材料(P/R)的冲击强度分别提高了 36.6%和61.0%,而且均相改性芦苇纤维对PE的抗拉强度、弯曲强度和弹性模量无不良影响。同时,均相改性芦苇纤维能够改善P/ER复合材料的加工流动性能,使其熔体流动速率分别提高了 8.6%和31.4%。从SEM结果可以看出,均相改性能够促进芦苇纤维在PE中的分散,提高其与PE基体树脂的界面相容性,其中均相酯化改性的效果更为显著。