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本發明提供了一種改性生物質纖維增強聚乳酸復合材料，它是用乳酸通過酯化反應對生物質纖維進行直接接枝改性，得到改性生物質纖維，再以改性生物質纖維和聚乳酸為原料，經密煉制成改性生物質纖維和聚乳酸的均質混合物，再將所得的改性生物質纖維與聚乳酸的均質混合物在熱壓機中熱壓成型后經冷卻固化得到的復合材料。本發明制備方法操作簡單，生產效率高，制備的復合材料其組分之間界面結合良好，與聚乳酸相比，本發明的復合材料在力學性能與熱學性能上均有較大提高，且大大降低了材料成本。本發明復合材料同時保持了聚乳酸良好的生物降解性與生物相容性，可用于制備新型環保的工程塑料與骨折內固定等組織工程材料。