随着近年来石油资源日益紧张以及其对环境污染造成的一系列问题,价格低廉可再生的纤维素引起了极大关注。由于纤维素分子内独特的强氢键结构,使其不能熔融,只能在特殊溶剂中溶解。目前国内使用最多的生产纤维素纤维的方法是粘胶法,但其在生产过程中产生的有害气体对环境造成很大的污染。近十多年来离子液体作为一种新型绿色的纤维素溶剂蓬勃发展,但也存在一定的缺点,如价格昂贵、熔点高、粘度大、溶解纤维素的时间长、溶解温度高,再生纤维素严重降解等,这限制了离子液体的应用。本课题通过正交实验法来研究不同固含量纤维素在复合溶剂体系中的最佳溶解工艺条件,在该溶液体系凝固机理的基础上,实现了此溶液体系的高浓度纤维素溶液的湿法纺丝并得到性能良好的纤维素纤维。通过结晶度的变化、阿伦乌尼斯方程及数据拟合等方法计算溶解速率常数、溶解表观活化熵、溶解表观活化焓、活化能等来研究纤维素溶解动力学和热力学。结果表明:复合溶剂体系中纤维素溶解速率常数大于纯离子液体体系,但其表观活化焓和表观活化熵以及活化能均明显小于纯离子液体体系。通过正交试验表确定复合溶剂配比、溶解温度、溶解时间,在偏光显微镜下观察纤维素的溶解情况,从而确定纤维素较高固含量的最佳溶解工艺条件。比较了纤维素固含量为15%-19%的纺丝液可纺性能,结果发现固含量为17%的纺丝液的可纺性以及力学性能较好。通过对传质速率与固化速率的测定来研究固含量为17%的纤维素在复合溶剂体系中的凝固机理,并研究了凝固浴温度、浓度、时间以及纤维素固含量对纤维素凝固过程中传质速率以及固化速率的影响。结果表明:随着凝固浴温度升高,纤维素溶液再生过程的固化速率和传质速率逐渐增大。随着凝固浴浓度增大,纤维素溶液再生过程的固化速率和传质速率均先增大后减小。随着纤维素固含量的增加,其固化速率和传质速率均减小。对纤维素固含量为17%的纤维素溶液进行湿法纺丝,探讨纺丝工艺条件的变化对再生纤维结构和性能的影响。研究发现最优的纺丝工艺条件为:凝固浴配比为20%DMSO/80%H2O,凝固浴温度为25℃,凝固牵伸比为1.05倍,一级水洗牵伸比为1.3倍,一级水浴温度为60℃,二级水洗牵伸比为1.28倍,二级水浴温度为80℃;最佳条件下获得的纤维素纤维结构致密,表面光滑,截面近椭圆形;断裂强度最高为2.23c N/dtex;伸长率为9.01%;结晶度54.35%;取向因子0.863。