纤维素作为一种天然高分子，具有产量丰富、可再生、性质稳定、生物相容性好等诸多优点，因此纤维素具有非常广泛的应用前景。纤维素内存在着大量的分子内和分子间氢键，导致纤维素不能进行熔融加工成型，也不能溶解于一般的溶剂体系中。目前，纤维素再生材料制备仍然以严重污染环境的黏胶工艺为主，欧美等发达国家已经停止黏胶工艺生产，并把相关产能转移到发展中国家。我国黏胶制品的产量占世界的3/4强，给我国环境带来了巨大的压力。因此，开发绿色、高效和廉价的溶剂成为纤维素领域的一个重要的课题。然而，由于对纤维素溶解的机理缺乏足够的认识，己知的纤维素溶剂体系大都是通过“试错法”发现的，具有非常大的偶然性。为此，我们围绕纤维素氢键解离问题开展系列研究工作。通过我们的研究，我们希望可以揭示纤维素氢键解离的基本规律，为纤维素新溶剂体系乃至增塑剂体系的结构设计提供科学基础和理论依据。　　在己知的纤维素溶剂中，离子具有不可或缺的作用，如离子液体、DMAc/LiCl溶剂体系、碱脲溶剂体系等。为此，在本论文中，我们从纤维素的结构、现有溶剂内离子间的相互作用、纤维素与离子间的相互作用和离子的溶剂化状态四个方面研究纤维素在离子型溶剂中的溶解机理，得到以下主要研究结果:　　1.活化过程是指纤维素溶解或化学改性之前，对纤维素原料进行溶剂浸泡预处理。但是，由于缺少有效的研究方法，活化过程对纤维素结构的影响仍然不清楚。我们利用小分子探针，建立了核磁自旋自旋弛豫谱法测定纤维素内部多尺度微纳孔洞结构及其分布的方法。在此基础上，研究了不同的活化方法对纤维素微观结构的影响。结果发现，水浸泡法和DMAc高温蒸煮法能够有效地扩张纤维素内部非晶区的尺寸，并提高纤维素内部内多级孔洞对溶剂分子的可及度。　　2.利用核磁弛豫谱法、超额红外光谱法、光散射和核磁共振研究了DMSO对[AMIM][Cl]动力学性质和阴阳离子间氢键相互作用的影响。结果发现，DMSO对[AMIM][Cl]溶解纤维素的能力具有两面性的影响:当XDMSO＜0.5时，DMSO的加入可以通过提高溶液的传质速度的方式增强[AMIM][Cl]溶解纤维素的能力;而当XDMSO＞0.5时，DMSO通过减弱[AMIM][Cl]与纤维素形成氢键能力的方式降低其溶解纤维素的能力。　　3.通过FTIR、核磁13C、1H、35Cl、7Li谱等方法，证实了在DMAc/LiCl体系溶解在纤维素时，体系中的Cl-离子与纤维素羟基形成氢键，破坏纤维素分子间的氢键，而Cl-离子与被DMAc溶剂化了的Li+离子通过静电相互作用，使纤维素分子分散在溶剂中。　　4.通过核磁成像（MRI）和磁共振波谱等方法研究了纤维素从纤维素/DMAc/LiCl溶液中再生的过程。结果发现，加入丙酮会促使纤维素溶液的凝胶化。其凝胶机理为丙酮分子置换Li+溶剂化层中的DMAc分子，从而削弱了Li+的溶剂化并加强了Li+与Cl-间的相互作用。这样，Cl-与纤维素间的氢键断开。纤维素通过暴露出来的羟基形成分子间和分子内的氢键而组装成凝胶。另外，MRI的结果表明与传统的凝胶机理相比，这种凝胶机理会避免在沉淀剂和纤维素溶液的界面上形成一层致密的凝胶层。磁共振波谱(MRS)表明这种机理有利于沉淀剂分子向纤维素溶液内部的扩散。通过MRS还可以获得纤维素再生过程凝固剂向纤维素溶液中的散系数，这一重要参数有助于纤维素再生工艺参数设定和优化。