Lyocell纤维是以有机溶剂N-甲基吗琳-N-氧化物(NMMO)的水溶液,将木浆中的纤维素进行溶解、纺丝后得到的再生纤维素纤维。本文提出了采用农业废物玉米芯作为纤维素原料,代替目前生长周期长、成本高的木浆原料,不仅对开发新型的Lyocell纤维差别化品种、降低其成本有重要意义,同时也能实现对玉米芯的综合利用。农业废弃物玉米芯是玉米去除掉玉米子粒后剩余的穗轴,从中提取半纤维素和木质素后的剩余物,被称作玉米芯残渣Ⅱ,其主要组成物为纤维素;以玉米芯残渣Ⅱ为原料,利用Lyocell纺丝技术生产一种新型的玉米芯残渣纤维成为本文的研究方向。本文首先测试分析玉米芯残渣Ⅱ作为Lyocell纺丝原料的可行性;然后测试分析了合作企业试纺的玉米芯残渣纤维的结构和性能,根据其性能以及特点,提出了玉米芯残渣纤维在毛纺领域和棉纺领域运用的技术路线,研究了部分实施方案。本文的主要研究内容和结论如下:第一部分,测试分析了玉米芯残渣Ⅱ的化学组成物质、水分含量、α-纤维素的含量和相对分子质量及其分布,发现:(1)玉米芯在提炼半纤维素和木质素后剩余残渣Ⅱ的主要成分是α-纤维素,另外残留有少量的半纤维素,以及极少量在常见纤维素溶液中不能溶解的灰分,但基本不含有木质素;(2)玉米芯残渣ii的数均分子量mn和lyocell纤维用木浆原料相差不大,峰值相对分子量mp略低,而重均分子量mw略大,多分散性也略大;(3)与木浆原料相比,玉米芯残渣ii中的水分含量略低,说明玉米芯残渣ii中的纤维素大分子堆砌更加紧密,制备纺丝液时需要调整纤维素溶解工艺。整体而言,玉米芯残渣ii与lyocell纤维用木浆原料具有类似的组成和相对分子质量分布曲线,说明玉米芯残渣在一定程度上可能代替木浆原料进行lyocell纤维的纺丝生产。第二部分,测试分析了合作企业试纺的玉米芯残渣纤维的内部结构和性能,并给出了其在毛纺领域的发展路线,得到如下结论:(1)利用lyocell技术小试生产的玉米芯残渣纤维的内部结构与常规lyocell纤维类似,都具有较高的结晶度和取向度,都具有易于原纤化特性;(2)玉米芯残渣纤维的断裂强度为2.72cn/dtex,高于粘胶纤维,说明玉米芯残渣纤维有应用前景;但玉米芯残渣纤维的线密度达10.33dtex,标准回潮率略低,初始模量高,进一步研究需要优化其纺丝工艺;(3)考虑到毛纺领域能接受的纤维较粗且利润空间大,推荐玉米芯残渣纤维先发展毛型纤维条方向,并发明了一种具有永久卷曲毛型纤维条的直接制条技术路线,主要包括三组设备:纺丝设备组(现有生产线的前端)、永久卷曲定形和烘干设备组(本文发明的生产线)、牵切直接成条设备组(现有熔融纺制条设备组),与目前制作lyocell毛条的生产线相比,该路线大幅度缩短了工艺流程、降低了lyocell毛条的成本。第三部分,针对玉米芯残渣纤维在棉纺领域使用时,纤度偏高会导致手感粗硬问题,探索对其织物进行超声波超细化处理。但小试Lyocell技术生产的玉米芯残渣纤维数量太少,因此采用结构类似的Lyocell纤维织物代替玉米芯残渣织物进行超细化探究。主要获得如下结论:(1)Lyocell涤纶机织物的超细化技术路线为:预收缩处理→前处理→碱膨润处理→超声波处理→水洗处理→脱水和烘干处理;(2)Lyocell涤纶机织物经过超细化处理后,其失重率在5%~8%之间,织物厚度增加,纱线间的孔隙增大,透气率上升;织物表面的平均摩擦系数MIU和表面粗糙度SMD有所增大,织物的qmax值下降,冷感降低,都说明了织物和纤维表面都产生了超细化纤维;(3)使用超声波仪器的平均声强越大,对Lyocell织物的超细化效果越好;采用槽式超声波进行超细化处理,比探头式超声波处理更加均匀;(4)提出了一种Lyocell织物产生超细化效果的理论模型,为后续玉米芯残渣织物的超细化处理技术做铺垫,促进玉米芯残渣纤维在棉纺领域的应用。