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本发明涉及一种原位EPDM微纤增强聚乳酸复合材料及其制备方法与应用。首先，利用双螺杆共混挤出机进行熔融共混，制备以PLA为基体相、EPDM微粒为分散相的混合物；然后，利用牵引纺丝设备，对经熔融挤出的PLA/EPDM共混物进行牵引纺丝，得到以PLA为基体相、EPDM微纤为分散相的PLA/EPDM复合材料纤维；最后，以PLA/EPDM复合材料纤维为原料，利用单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，从而得到颗粒状的原位EPDM微纤增强PLA复合材料。与未经改性的PLA相比，采用本发明的方法制备的EPDM微纤增强PLA复合材料具有显著增强的韧性，同时还能够保持PLA原有的高强度和高刚性，这对于拓展PLA材料的应用具有极其重要的意义。