本论文简要介绍了Lyocell纤维的发展近况，针对目前Lyocell纤维发展缓慢的主要原因，生产成本高，价格贵这一发展瓶颈提出了一种解决方法：即采用廉价的浆粕原料来纺制Lyocell纤维，从而适当地降低Lvocell工艺的生产成本。探讨使用这种低成本的浆粕原料来纺制Lyocell纤维的可行性。Lyocell纤维工艺一直沿袭传统粘胶纤维工艺，采用高alpha-纤维素含量的浆粕作为原料。高alpha-纤维素含量是为了保证得到高的粘胶纤维得率，但是高alpha-纤维素含量的浆粕，生产成本高。为此，本论文选择了一种低成本的浆粕原料（高半纤维素浆粕），这种浆粕，alpha-纤维素含量较低，半纤维素含量高达20％左右。在浆粕生产中，高半纤维素浆粕，一方面能够简化浆粕生产工艺，另一方面浆粕的得率高，因此能够降低浆粕生产成本约1／2。论文中，首先探讨了高半纤维素浆粕的溶解性、浆液的可纺性和稳定性、以及Lvocell纤维的得率。研究结果表明：高半纤维素浆粕比高alpha-纤维素浆粕更易溶解，所需溶解条件温和、溶解范围较宽、溶解效果良好，更有利于实验操作的控制；高半纤维素浆液，粘流活化能略低，表观粘度、结构粘度及弹性较小。因此浆液的流动性能好，可纺性好，能够在较高浆粕含量下纺制Lyocell纤维，既能提高Lyocell纤维的质量，又能提高Lyocell工艺的生产效率；采用高半纤维素浆粕纺制Lyocell纤维，纤维得率仍然很高，从而降低了Lyocell纤维的成本；高半纤维素浆液比高alpha-纤维素浆液的稳定性略低，在氧化法纯化回收溶液时，需要消耗较多的双氧水，但是双氧水价格便宜，因此仍然能够降低Lyocell纤维的成本。作为Lyocell纤维的低成本浆粕原料，高半纤维素浆粕的分子质量（MW）及其分布（MWD）信息对Lyocell纤维的加工生产是至关重要的。纤维素的MW和MWD，不仅会影响它在N-甲基吗琳-N-氧化物（NMMO）水溶剂中的溶解性能和纺丝浆液的可纺性能，而且会影响最终纤维的机械性能。因此，必须对浆粕原料进行MW和MWD的测定。凝胶渗透色谱法（GPC）测定高聚物的MW和MWD，被普遍接受，广泛使用，但是针对纤维素而言，应用受到限制，因为纤维素不能溶解在大多数的有机溶剂中。为此，本论文采用高聚物的动态流变性质测定纤维素的相对MW和MWD，并且讨论了用流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布时，纤维素在NMMO·H₂O溶剂中不同浓度的影响。研究结果表明：用流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布时，纤维素溶液的浓度对测定结果有影响。但当纤维素溶液浓度足够高时（超过某个临界值后），浓度对测定结果的影响可以忽略。而且，计算的结果与GPC法测得结果相比大小趋势相一致。此外，流变法测定纤维素的相对分子质量及其分布，经济、简单、快速且方便，所以在纤维工业生产中，用来快速分析纤维素的分子质量及其分布是可行的。高半纤维素浆粕原料纺制成的Lyocell纤维，在纤维质量上与常规浆粕原料（高alpha-纤维素浆粕）纺制成的Lyocell纤维有什么不同，论文进行了对比研究，结果如下：高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维比高alpha-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维，湿摩擦值增大1／2倍。这是由于高半纤维素Lyocell纤维比高alpha-纤维素Lyocell纤维，原纤聚集束尺寸小，且原纤聚集束结构稳定，从而不易劈裂成细小的原纤，提高了Lyocell纤维的抗原纤化能力。高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维比高alpha-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维，染料的吸色率和固色率增加了5-8％。因为前者的结晶度略低，以及原纤聚集束尺寸小，从而可达及原纤的表面增大，增加了纤维素伯醇羟基的可及度和反应性。另外，前者中低分子量的半纤维素含量较高，小分子比大分子易于染色，因而提高了Lyocell纤维的染色性能。高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维比高alpha-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维，在同样的纺丝浆液浓度下，前者比后者的强度低。因为前者含有较多低分子量的半纤维素组分，使其力学性能有所下降。另一方面，高半纤维素浆粕的纺丝浆液，流动性能好，可以用较高浓度的纺丝浆液来纺丝，这既提高了Lyocell纤维的机械性能，又提高了Lyocell纤维的生产效率。高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维比高alpha-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维，取向度较高，结晶度较低。高半纤维素浆粕的纺丝浆液，流动性能好，在喷头拉伸时易于取向，因而具有较高的取向度；半纤维素是纤维素三级结构的主要调节剂，从而使得纤维素原纤间结合的更加紧密，使得纤维素纤维的结晶度略低。以上研究结果可见：低成本的高半纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维，在纤维质量上，能与高alpha-纤维素浆粕纺制的Lyocell纤维相比。而且某些纤维性能（抗原纤化和染色）有所提高。值得引起注意的是：Lyocell纤维工艺中，纤维素浆粕原料与溶剂NMMO·H₂O溶液形成纺丝浆液，在经过凝固浴时，大部分的纤维素都能沉淀出来，转化为再生纤维素纤维，但仍有微量的低聚糖（短链的纤维素和半纤维素）留在凝固浴中。工业化大生产中，是常年连续循环生产的，留在凝固浴中的微量低聚糖不断积累后，是否会对纺制Lyocell纤维，纤维质量以及凝固浴的回收工程带来困难，这个问题是Lyocell纤维实现工业化大生产的关键之一。为此，本论文对这一问题进行了探索性的研究。首先，采用高效液相色谱法（HPLC）分析了Lyocell纤维和浆粕原料中的单糖成分，得知它们的各种单糖组分含量基本一样。然后，根据这个单糖组分含量配比成为混合糖，测得在0⁰C下，此混合糖在9％（w／w）的NMMO·H₂O溶液中的饱和值约为32％。从而建立了凝固浴中混和糖总含量的测定方法，为Lyocell纤维的工业化生产提供了技术支持。最后，模拟研究了不断积累在凝固浴中的低聚糖含量对纺制Lyocell纤维的影响。研究发现：低聚糖在凝固浴中不断积累，即使形成饱和溶液（32％），也不会对纺制Lyocell纤维过程和成品纤维的质量产生明显的影响。至于是否对溶剂NMMO的回收产生影响，这一问题我们将进一步研究。