近年来,基于木材的纤维素基高强材料因其优异的力学性能、环境友好、原料广泛、潜在的低成本等特点引起学术界和工业界的广泛关注,有望推动纤维素基材料在高新技术领域的应用。但是,现阶段高强纤维素基材料还存在很多问题。大多数研究集中于高强纤维素基材料宏尺度性能分析和制备工艺探究,很少有文章从原料特性角度,揭示木材纤维素的基本特性与高强纤维素基材料力学性能之间的关系。导致对影响纤维素基材料力学性能的主要因素,以及这些主要因素间的内在关联并不明晰。这些方面研究的不足,造成目前对高强纤维素基材料力学性能机理的认识尚不完全,制约高强纤维素基材料的可控制备以及工业化生产。针对以上问题,本论文从木材原料出发,利用天然木材中纤维取向排列结构,借助高效脱木素的制浆技术,再通过加压干燥技术实现纤维素优异力学性能的充分转移,构建出高强纤维素基材料。通过研究木材化学组成、纤维聚合度、纤维形态和结晶度等参数对所构建的高强纤维素基材料力学性能的影响规律,厘清影响高强纤维素基材料力学性能的关键参数。在上述基础上,阐明高强纤维素基材料具有优异力学性的机理。最后建立预测高强纤维素基材料的拉伸强度的模型。主要包括以下五个方面工作:（1）分析了木材原料的化学组成、微细结构及其力学性能,得出木材细胞壁S₂层微纤丝角、木材的密度是影响木材力学性能的主要因素。通过对木材断裂面的分析发现木材力学性能与其增强组分纤维素的力学性能间显著差异的原因是由于木材纤维中存在大量的影响其力学性能的缺陷如纹孔。通过本章节的研究为利用木材纤维天然的取向结构构建高强纤维素基材料提供思路和选材依据。（2）化学法蒸煮快速脱木素结合加压干燥工艺,实现微尺度纳米纤维素力学性能向宏尺度高强纤维素基材料的高效转移,所制备的高强纤维素基材料的拉伸强度最高可达916±30.4 MPa,约是建筑用钢的2倍。同时,通过将2D的高强纤维素基材料通过层层堆叠,并采用2%的羧甲基纤维素溶液作为胶粘剂,最后在50℃下加压干燥,构建出具有各向异性和各向同性的高强纤维素基体材料。拓展了高强纤维素基材料的应用领域。（3）研究了不同树种木材纤维的聚合度、纤维形态和结晶度等结构参数的差异对所构建的高强纤维素基材料力学性能的影响规律,筛选出高强纤维素力学性能的主要影响因素;通过碱性亚硫酸盐蒽醌甲醇法（ASAM）、硫酸盐法（KC）、烧碱蒽醌法（CSC）和亚氯酸钠法（SCC）蒸煮,研究了木材化学组成的变化以及纤维聚合度、纤维形态和结晶度等参数对所构建的高强纤维素基材料力学性能的影响。研究结果显示,对于纤维形态差异较小的木材原料,影响其构建的高强纤维素基材料力学性能的主要因素是纤维的聚合度以及木质素含量;而对于纤维形态差异较大的木材原料,影响它们构建的高强纤维素基材料的力学性能的主要因素除了纤维的聚合度和木质素含量还包括纤维形态。（4）初步阐明了高强纤维素基材料具有优异抗张强度的机理。从高强纤维素基材料结构、木质纤维形态以及化学预处理角度出发并结合影响高强纤维素力学性能的主要因素阐明高强纤维素基材料的高强度机理。首先从纤维高强材料结构角度出发,高强纤维素基材料优异的力学性能主要来源于纳米纤维优异的力学性能。木片经过化学处理后去除了大部分木质素降低了木片的刚性,同时纤维表面暴露出大量的羟基。然后直接加压干燥,不仅去除了影响木材纤维力学性能的缺陷同时增强纤维间的氢键相互作用,从而实现纤维素优异力学性能的充分转移。从木质纤维形态角度出发,长度较长且宽度较大的木材纤维,相邻的纤维细胞壁间重叠面积较大,加压干燥时纤维间接触面积大形成的氢键相互作用更强,更有利于纤维素优异力学性能的转移。另外,ASAM法预处理不仅快速的脱除木材中大部分的木质素和半纤维素的同时保持了纤维高的聚合度,因此构建的高强纤维素力学性能更加优异。综合以上因素阐明了ASAM法预处理后的杉木片具有优异力学性能的机理。通过这部分研究可为高强纤维素基材料的构建提供借鉴和理论指导。（5）建立了高强纤维素基材料的拉伸强度力学模型。以影响高强纤维素基材料力学性能的主要因素木质素含量、纤维素聚合度为自变量,高强纤维素基材料的拉伸强度为应变量,建立了高强纤维素基材料拉伸强度的预测模型。通过本文的研究为高强纤维素基材料的研究提供思路与理论指导。