由于纤维素超分子结构的复杂性和纤维性能的衰变性，使其在造纸循环利用方面受到了一定的限制，造成了资源的浪费。本课题以资源丰富的桉木为原料，利用不同的表征方式分析桉木纤维在造纸工艺流程中的宏观和微观结构的特征，探索纤维角质化的机理，为进一步缓解植物纤维性能衰变提供一定的理论指导。研究了打浆、压榨和干燥工艺过程中桉木纤维的宏观性能。研究发现，与原纤维相比，打浆时间延长到30min时，纤维的保水值增加31.51%。而在压榨压力和干燥时间的增加，纤维的保水值呈明显下降趋势。为了进一步探索物理工艺对纤维成纸性能的影响，分析了纤维的表面特征。研究发现，打浆时间的增加，纤维表面是先呈现较多的细纤维化而后则是难以细纤维化。而随着压榨压力的增加纤维被压实，呈现扁平状，纤维表面存在沟槽和裂缝。另外，随着干燥时间的增加，纤维表面部分被灼伤且边缘有裂纹，纤维表面变得光滑、硬挺、纤维的表面几乎没有细小纤维，同时纤维的空隙明显有被压扁平。研究了物理工艺对纤维氢键模式的影响。研究发现，在打浆过程中，分子内氢键O(2)H O(6)和O(3)H O(5)的总和最大降低率为27.33%，而分子间氢键O(6)H O(3′)最大增加率为26.65%；另外，分子间氢键结合力是纤维素形成纸页的主要作用力，而分子内氢键起辅助作用。随着压榨压力的增加，纤维素分子间氢键O(6)H O(3′)的含量均呈现先增大后减小的趋势，而分子内氢键O(2)H O(6)和O(3)H O(5)总的相对含量则是先减少后增大。特别地，与原纤维相比，压榨压力为0.3MPa时的纤维素分子间氢键含量增大了15.65%，分子内氢键O(2)H O(6)和O(3)H O(5)的相对含量总和降低了23.34%。而干燥时间从0min增到20min，纤维分子间氢键O(6)H O(3′)含量呈现增大趋势，增大了16.51%；继续增加干燥时间分子间氢键含量反而有下降趋势。这说明强制干燥使其胞腔发生塌陷，缩小了微细纤维素分子链间的距离更有利于纤维素分子间形成部分不可逆的氢键O(6)H O(3′)，使纤维结构更规则、致密，而当干燥时间进一步延长，纤维素分子结构遭到破坏无法继续形成分子间氢键，因此纤维素分子间氢键含量降低。研究了物理工艺对纤维结晶结构的影响作用。打浆不能改变纤维素的晶型，但是对结晶度和晶面尺寸的大小产生了明显的影响。不同打浆时间下结晶度和晶面尺寸大小的最大变化率分别为29.2%和33.2%。通过对固体核磁共振的C4区域分析得出：不同形态的纤维素之间发生了一定程度的转化，但是纤维素Iβ的含量仍占主要部分。另外，纤维的基原纤尺寸变化不大而纤维的聚集尺寸从22.2nm增加到了27.8nm，发生了明显的变化。不同压榨压力条件下，桉木纤维的纤维素晶胞的002面衍射峰的位置基本没有改变，说明压榨不能改变晶型，只能对微晶尺寸产生影响，垂直002面的微晶尺寸却发生了明显的变化。纤维素结晶度随着压榨压力的增大而呈现先减小后增大的趋势，这与红外检测结果很一致。与原浆相比，在干燥25min时，纤维的结晶度增加了6.58%；而继续增加干燥时间，纤维的结晶度持续的增加。这是因为干燥时间的延长，纤维细胞壁孔隙中的水分被完全蒸发而使得纤维被过分的干燥，引起了纤维素分子链之间的聚集，也即纤维角质化的程度增加。另外，晶面尺寸的变化进而引起了晶面横截面积的改变，晶面横截面积是微晶聚集的一个侧面衡量指标。