纳米纤维素是一种新型高分子功能材料,它不但具有纤维素的基本结构和功能,还具有纳米材料的特性,在高分子复合材料、生物医药、食品、造纸等方面有很大的应用价值,受到各界的广泛关注和研究。然而,纳米纤维素表面众多的亲水性羟基加之其极易团聚,限制了其应用范围。有研究表明,纳米纤维素进行酰化改性,用疏水性酯基取代部分亲水性羟基,能够提高纳米纤维素的疏水性能,使其均匀分散在一些弱极性溶剂和大部分的聚合物基质中,从而扩大应用范围。传统的化学法对纳米纤维素进行酯化改性,通常会用到乙酸或硫酸等催化剂,需要长时间的预处理和反应,因此,反应过程往往会伴随着纤维素的降解。酶促反应则具有选择性高、可循环使用(固定化酶)以及反应条件温和等优点。鉴于此,本论文以纳米纤维素为反应底物,探讨了脂肪酶在非水相介质中催化合成纳米纤维素酯从而对纳米纤维素进行表面修饰的可行性;研究了以脂肪酶为催化剂,在混合溶剂中催化纳米纤维素丙酰化和月桂酰化反应,考察了不同反应参数对反应的影响,建立了在本实验条件下对纳米纤维素进行表面酯化修饰的最佳反应体系;以合成的纳米纤维素丙酸酯和纳米纤维素月桂酸酯为增强剂,聚乳酸为基质,制备复合膜材料,并对其性能分析测试,对比研究了酯化前后纳米纤维素对聚乳酸的增强效果。研究表明,反应介质中溶剂的极性和底物在溶剂中的状态均对酶的催化效果的影响较大。结果表明,脂肪酶在叔戊醇-二甲基亚砜混合溶剂中表现出较高的催化活性。脂肪酶催化纳米纤维素丙酰化反应的最适疏水性溶剂含量、脂肪酶用量(脂肪酶/纳米纤维素)、底物摩尔比(丙酸乙烯酯/纳米纤维素)、反应温度、反应时间分别为25%(v/v)、0.67(g/g)、15:1(mol/mol)、50℃、8h,在此最优条件下产物的取代度为0.24;脂肪脂肪酶催化纳米纤维素月桂酰化反应的最适疏水性溶剂含量、脂肪酶用量(脂肪酶/纳米纤维素)、底物摩尔比(月桂酸乙烯酯/纳米纤维素)、反应温度、反应时间分别为25%(v/v)、0.67(g/g)、9:1(mol/mol)、50℃、8h,在此最优条件下产物的取代度为0.16。采用红外光谱和13C固体核磁对反应产物进行了表征,结果证实了脂肪酶促纳米纤维素酯合成反应的发生,根据13C NMR中碳的吸收峰强度的变化,得出酯化主要发生在C-6和C-3位点。XRD结果表明,原纳米纤维素表现出典型的Ⅰ型结构,酯化反应产物的结晶结构和结晶度都没有明显的变化,反应基本上发生在表面即无定形区。TGA结果表明,酯化后的纳米纤维素的热稳定性大于原纳米纤维素。由接触角实验结果可知,纳米纤维素表现出极强的亲水性,而酯化表面修饰后的纳米纤维素表现出较好的疏水性能,且取代度越高,疏水性能越好。以酯化表面修饰后的纳米纤维素与聚乳酸制备复合膜,通过对复合膜各项性能指标的测定,研究了改性纳米纤维素对复合膜性能的影响。结果表明,改性后纳米纤维素在有机溶剂中分散良好,而对复合膜的透明度影响不大。同时因为酯化后的纤维素表面与聚乳酸具有更强的界面结合力,从而提升了复合膜的机械性能和阻隔性能。