纤维素是地球上含量最丰富的天然高分子碳水化合物,采用化学法、机械法或化学与机械相结合等方法可制备出尺度较小的微纳米纤维素（Micro-nano Cellulose Filaments）,尤其是纳米纤维素具有较大的比表面积、高强度、高长径比和低热膨胀系数等特点,在食品、化妆、烟草、涂料和造纸等领域具有广泛的应用。本文以漂白针叶木浆为原料,通过羧甲基化预处理结合超声波处理的方法制备出具有高长径比的微纳纤维素,并将其应用于纸页的增强和加填。主要结果如下:1、提出了一种羧甲基预处理结合超声制备高长径比微纳纤维素的方法,并以纤维的羧基含量和长径比为评价指标,获得较佳的制备工艺:纤维素与氢氧化钠、氯乙酸钠的质量比为1:0.30:1.05-1.20,反应温度为70-75℃,反应时间为50-60min,超声时间为60-120min。通过纤维形态分析、扫描电镜（SEM）观察、力学与光学指标检测等实验,证明纤维的羧基含量与纤维的润胀形态、长宽分布、强度性能和透光率等有关。通过X射线衍射（XRD）,发现羧甲基预处理和超声处理过程使纤维的结晶度有小幅度下降,但仍能保持在69%左右。通过分析热重（TG）曲线,微纳纤维素的初始热降解温度和最大失重速率温度都有所下降,但在700℃时的残留物含量增加到39%左右。2、比较制备前后纤维的红外光谱（FT-IR）,可看出羧甲基预处理成功将羧甲基引入到纤维上,这将会增加纤维的电负性,增强纤维之间的静电斥力,使得氢键结合力减弱,导致纤维发生润胀。通过观察制备前后纤维的微观形态发现,不同羧基含量的纤维润胀程度不同。高频超声的声空化作用使分散液中的气泡产生剧烈塌陷,在改性纤维表面润胀区域引发微射流和冲击波,进一步减弱纤维间相互作用,使纤维从轴向发生剥离。3、微纳纤维素/纳米碳酸钙复合填料的制备最佳工艺为微纳纤维素浓度2.0%,CPAM用量0.8%,搅拌器转速800rpm,制备的复合填料最佳吸附量率为81.06%。相比于纯纳米碳酸钙,填料的总留着率提升了约20%。当添加量为20%时,成纸的白度和不透明度分别增加了7.0%和5.9%。纸页的抗张指数在一定的添加量内（0-20%）呈现先增加后减小的趋势,但在20%的添加量下,强度仍高于无加填纸。4、探讨了不同浆料浆内添加不同比例微纳纤维素的增强效果。以打浆度为32°SR的漂白南方松浆为例,浆内添加1-3%的微纳纤维素,成纸的强度指标得到了不同程度的提升。随着添加量的增加,纸页整体的强度指标都呈上升趋势。当添加量为3%时,成纸的抗张指数接近78°SR的纸样,而耐破指数、撕裂指数和耐折度均优于对照组中的最高值。在漂白相思木浆料中添加2%微纳纤维素,成纸强度指标基本与漂白相思木浆、漂白北方松浆比例为6:4的纸页相同。当添加量为5%时,纸页的四个强度性能指标皆优于40%北方松比例的纸样。