本发明是一种对非热塑性纤维素衍生物材料进行改性的方法,其主要内容是,将40~80wt%的非热塑性纤维素衍生物材料基体、1~50wt%的反应单体和10~59wt%的增塑剂混合均匀后置入到加工混炼设备,在混炼设备运转的条件下于60~140℃混炼反应1~20分钟,排出即为性能得到改性的非热塑性纤维素衍生物材料。本发明提供的非热塑性纤维素衍生物材料改性方法,不需加入引发剂和在溶剂中完成,完全避免了现有技术的改性方法由残留在材料中的引发剂引起的降解、氧化等副反应,以及由于溶剂使用所带来的环境污染。本发明的方法,工艺实现简单,反应效率高,并可显著提高非热塑性纤维素衍生物材料的耐热性能,同时其加工性能也得到改善。