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本文简要介绍了碳纤维工业的发展概况，对比分析了国内外纤维素碳纤维及其原丝的基本性能和研究状况，总结了纤维素结构与性能的研究成果和高性能纤维素纤维的制备工艺。为了制备高性能的Lyocell纤维，文中研究了高相对分子质量纤维素（（?）＞1000）在NMMO·H2O溶剂中的溶解及其溶液的流变学性质；探讨了用高相对分子质量纤维素/NMMO·H2O体系纺丝制备高性能的Lyocell纤维过程中纤维素原料和工艺条件对纺丝性能及Lyocell力学性能的影响；考察了高相对分子质量纤维素原料纺Lyocell纤维的结构与性能的特征。为了充分利用现有Lyocell纺丝技术的最新成果制备高性能的Lyocell纤维，本文选择了用相对分子质量高于普通纤维素纺丝原料（（?）600左右）的纤维素浆粕（（?）818）进行纺丝，系统研究了用NH4Cl改性这一纺丝体系来制备高性能的Lyocell纤维。最后，本文还对比研究了粘胶碳纤维原丝和lyocell纤维以及由它们制备的碳纤维的形态结构与性能，考察了Lyocell原丝的性能对碳纤维强度的影响，并用反气相色谱方法初步表征了Lyocell基碳纤维的表面性质。 高相对分子质量纤维素的溶解研究表明，不同类型的纤维素原料在NMMO·H2O溶剂中的溶解性能有较大的差异；和低相对分子质量（（?）500～700）的纤维素浆粕不同，高相对分子质量的纤维素在NMMO·H2O溶剂中的溶解过程很难观察到纤维素在溶剂中的分散过程；高相对分子质量纤维素在NMMO·H2O中的溶解速度及其相应的纤维素纺丝溶液的流变性质和普通纤维素相比表现出更强烈的温度依耐性；纤维素的相对分子质量愈大，纤维素／NMMO·H2O溶液的粘流活化能愈高，假塑性行为愈显著，临界剪切速率越低；动态力学实验结果表明，纤维素溶液的粘弹性可以分成两个区域，在低频区，纤维素溶液表现出更多的粘性性质，而在高频区，则更多地表现出弹性性质，随着纤维素相对分子质量增加，动态模量交点向低频区移动，即溶液的弹性增大；比较GPC和溶液动态粘弹性测定的实验结果表明，高相对分子质量纤维素／NMMO·H2O溶液的动态模量G′和G″频率谱的交点与纤维素在溶液中表观相对分子质量的大小及分布相关。 研究不同高相对分子质量纤维素原料纺丝发现，使用某些高相对分子质量的东华大学博士论文摘要纤维素原料进行纺丝是制备高强Lyocell纤维的有效途径之一。与低相对分子质量纤维素原料纺丝相比，纺丝工艺参数对高相对分子质量纤维素纺场ocen纤维力学性能的影响表现出了一定的特殊性。除此之外，高相对分子质量纤维素的种类和纤维素材料的前处理对于切ocell纤维素的溶解和纺丝性能有较大程度的影响;实验还发现在高相对分子质量纤维素纺丝原料中掺入少量较低相对分子质量的纤维素可以改善最终纺丝溶液的纺丝性能。 形态学观测发现，高相对分子质量纤维素纺Lyocell纤维呈现光滑的表面和圆形的截面形态结构特征，其皮芯层结构比较均匀;结构分析表明，高相对分子质量纤维素纺Lyocen纤维和其它再生纤维素纤维有相同的化学结构和晶体结构 （都为纤维素11结晶变体），在相同纺丝条件下，由低浓度高相对分子质量纤维素纺丝溶液纺制的切ocell纤维其结晶程度比较高浓度低相对分子质量纤维素纺丝液得到的切。cell大，晶粒尺寸要比后者长;DMTA的实验结果分析表明，Lyocell纤维的无定型区域并不是各向同性均相结构，而是由无序到逐步有序的多相结构，且高相对分子质量Lyocell的无定型区内氢键的作用程度比低相对分子质量Lyocell大;结构与性能实验数据分析表明，高相对分子质量场ocell的双折射率、平均聚合度、结晶度、晶区和非晶区的取向因子乘积的对数分别与纤维的拉伸强度和模量的对数成一定的线性关系。 在纤维素州MMO·HZo纺丝体系中，少量氯化钱的加入不仅可以显著改变纤维素纺丝溶液的加工和流变性能，而且还影响着最终Lyocen的结构与性能且随纤维素的相对分子质量和氯化钱的加入量的增加这一影响更为显著;在相同的纺丝条件下，氯化按的存在显著改变了最终Lyocen纤维的结晶结构和取向结构，从而改善和提高了Lyocen纤维的力学性能。在分析氯化按对纺丝溶液性质和最终纤维性能影响的基础上，本文提出氯化按对纤维素/NMMO·HZo纺丝体系改性的机理。 结构对比分析和T以分析的实验结果表明，Lyo Cen纤维和传统的粘胶碳纤维原丝有着不同的形态结构和超分子结构，MS一TGA同步分析的实验结果证实LyoCen纤维热分解性能和粘胶原丝也有较大的差异。因而采用Lyocen原丝制备碳纤维的最佳工艺条件应该与粘胶原丝的氧化炭化工艺不尽相同。实验数据分夕东华大学博士论文摘要析表明，Lyocen纤维的拉伸强度和纤度对最终碳纤维的强度有显著的影响;在相同的工艺条件下，用LyoCen制备的碳纤维的拉伸强度高于粘胶碳纤维，且两种碳纤维有着不同的形态结构和表面性质，因此，Ly。Cen基碳纤维是一种新型的碳纤维材料。